Бъдещият летец е роден в Налчик. На 2-годишна възраст остава без майка, след като родителите му се развеждат, и е възпитаван от мащехата си. Завършва училище с отличие и постъпва в Армавирското висше военно авиационно училище. Има добра характеристика и даже е член на КПСС. По собствено желание през 1975 г. Беленко е отправен на служба в Далечния изток, където преминава преквалификация на МиГ-25П. В началото на 1976 г. изтича неговият мандат в чин старши лейтенант, но той не е повишен в капитан заради липсата на ловкост в командването си.
Това ли е причината за неговото решение да си вземе "еднопосочен билет"? Сега е трудно да се каже със сигурност. Най-вероятно у него са се насъбрали куп въпроси към страната, началството, семейството му. През лятото на 1976 г. хората, с които Беленко служи, забелязват, че той става нервен, през цялото време се вълнува и реагира изключително болезнено на всичко. Впоследствие в интервю за американски журналист той признава, че не знае със сигурност колко време е отнело взимането на решението да избяга в чужбина. Окончателно планът е формулиран месец преди полета в Япония. "Трябваха ми хубаво време и пълен резервоар с гориво", пояснява той.
В 6 часа и 45 минути на 6 септември Беленко излита от летище "Соколовка" в Приморие с цел да изпълни упражнение. Той се откъсва от партньора си и се снижава, за да не бъде засечен от радари. Горивото му е достатъчно, за да стигне до остров Хокайдо, където се приземява на летището в 9:15 часа. Изтребителят излиза за пределите на малката писта, но приземяването е успешно. Беленко излиза от самолета и веднага моли за политическо убежище. Японците не искат да изострят отношенията си със СССР, затова на 9 септември Беленко е отведен в САЩ. Там "летящата лисица" е разглобена и старателно изучена, след което е върната на съветската страна. След като изтребителят попада в ръцете на чуждестранните специалисти, той вече няма право да лети и се използва единствено в качеството на учебно пособие, разказват от "Российская газета".
Съветското командване разпространява официалната реакция на министерството на външните работи относно случилото се. Говори се, че Виктор Беленко е кацнал аварийно в Япония и против волята си е закаран в САЩ. Той се оказва ценен кадър за разузнаването: много месеци сътрудниците на ЦРУ го разпитват на различни теми. След това Беленко даже помага за съставянето на различни наръчници за това, как да се работи със съветските граждани.
В подкрепа на твърдението, че бягството е внимателно планирано, говори и фактът, че Беленко взима със себе си всичките си документи. След като става гражданин на САЩ, той не прави никакви опити да се свърже със семейството си в СССР: с жена си, сина си или мащехата си. Впоследствие Беленко се жени за американска сервитьорка. Западните журналисти се отнасят ласкаво към него, а самият той без проблем разказва за своето недоволство от съветския строй. Местната преса възторжено разпространява историята за това как Беленко по погрешка изяжда консерва с храна за котки за вечеря, а след това без капка притеснение разказва, че това е много по-вкусно от консервите, които е ял в родината си.
Що се отнася до разсекретения изтребител, то това води до създаването на по-съвършени модели – прехващача МиГ-25ПД и МиГ-25ПДС. Също така тази история поставя началото на разработката на нова система за държавно разпознаване с по-сложен алгоритъм за кодиране.