Etter å ha arbeidet som forsker tilknyttet institutter i Det russiske vitenskapsakademi, ble han i 2000 ekstern rådgiver for statsministeren og i 2006 viseminister for økonomisk utvikling og handel. Fra 2008 til 2012 var han direktør for avdelingen for økonomi og finanser ved statsministerens kontor. Deretter ble han i mai 2012 utnevnt av presidenten til minister for økonomisk utvikling og ble i juni 2013 etterfulgt av Aleksej Uljukajev. Selv ble Belousov da presidentrådgiver.