După ce a câștigat campionatul cu Barcelona în primul sezon petrceut la echipa catalană, Belletti a început să nu mai fie prima opțiune nici la Barcelona și nici la echipa națională de fotbal a Braziliei, Oleguer Presas luându-i fața pentru postul de titular. Pe 17 mai 2006, pe Stade de France, Barcelona a disputat finala UEFA Champions League împotriva lui Arsenal. Pe postul său a fost preferat Oleguer, iar Belletti a rămas pe bancă. Managerul Frank Rijkaard l-a introdus însă pe teren și el a marcat golul de 2-1 pentru Barcelona, gol ce s-a dovedit a fi decisiv și astfel Barcelona a câștigat UEFA Champions League. Al treilea sezon la Barcelona a fost marcat de multe accidentări și competiția cu Gianluca Zambrotta s-a dovedit a fi prea grea pentru el. Belletti a jucat foarte puțin în ultimul sezon petrecut la Barcelona.