Первая публикация Беляева – заметка в подольской «Рабоче-крестьянской газете» о «буржуазных нравах» его учителей («Учителя образца 1902 года... очень любят, когда их называют «пане учитель», и хмурятся, когда ученики, обращаясь к ним, употребляют слово «товарищ»...). С середины 1920-х годов Беляев активно публиковался в газетах, в Ленинграде завел литературные знакомства (Н.Тихонов, М.Зощенко, В.Саянов, Ю.Герман). Один из первых его рассказов, Ровесники, был отмечен премией на Всесоюзном конкурсе рабочих авторов. Особое участие в судьбе Беляева принял С.Маршак, подсказавший начинающему писателю идею воспоминаний о детстве с ключевым символом-метафорой «старой крепости». Первым обращением к сюжету, легшему в основу будущей трилогии, стал рассказ В старой крепости (1935), затем появилась повесть Подростки (1936), в расширенном виде опубликованная отдельным изданием в 1937 под названием Старая крепость (2-е перераб. изд. – 1939). С 1938 Беляев – член Союза писателей СССР.

В 1939–1940 Беляев опубликовал сборники рассказов Украинские ночи, Голос Тараса (на основе одноименного рассказа, включенного в оба сборника, в 1941 Беляев создал киноповесть с тем же названием), Соседи и др., где в числе прочих разрабатывается постоянная для писателя тема жизни украинских мальчишек периода Гражданской войны и в качестве действующих лиц выступают герои Старой крепости – Василь Манджура и Петька Маремуха. В 1940 в журнале «Звезда» публикуется продолжение Старой крепости, 2-я часть будущей трилогии – повесть Дом на Житомирской (отд. изд. 1941, под названием Дом с привидениями; в 1951 вышла под названием На берегах Днестра).

С началом войны, оказавшись в осажденном Ленинграде, Беляев вступил в народное ополчение; весной 1941 умирающего от голода писателя переправили по «Дороге жизни» в Мурманск, где он работал корреспондентом Совинформбюро (сборники антифашистской публицистики 1941–1943 Варвары с моноклями (Немцы в Польше), Ленинградские ночи, сб. повестей и рассказов Залив в тумане, 1943, и др.).

В августе 1944 Беляева как корреспондента Всесоюзного радио направили в район Западной Украины, включив в «Чрезвычайную комиссию по расследованию зверств гитлеровских и украинских националистов, поддерживаемых греко-католической церковью». Содержательной основой повестей и рассказов и особенно публицистики Беляева послевоенных лет (под различными псевдонимами) становится документ, идейным же наполнением – острый обличительный пафос, направленный прежде всего против униатской церкви и «украинских националистов» (характерное название одного из публицистических сборников – Формула яда). В годы, когда еще было мало известно о героях Брестской крепости, Беляев написал о подвиге пограничников документальную повесть Граница в огне (1948).

В русле обозначенных тем лежат и повести Беляева Застава над Бугом (1949) и В старинном доме (1981). Одно из заметных произведений писателя – повесть Кто тебя предал? – о дочери священника, мечтавшей стать ученой, но погибшей в юности по вине духовных пастырей (в т.ч. униатского митрополита). По мотивам повести в 1960 режиссер В.И.Ивченко поставил фильм Иванна.

В 1950 году вышел роман Беляева Город у моря (отд. изд. 1951), заключительная часть трилогии, получившей свое общее наименование по названию первого романа – Старая крепость (Государственная премия, 1952). По мотивам трилогии Беляев в соавторстве с М.Блейманом написал сценарий, в 1955 режиссер В.Наумов поставил фильм Тревожная молодость.

По признанию самого автора, трилогия была скорее «дневником воспоминаний» – столь очевиден автобиографизм в этом бесхитростном и динамичном рассказе о приграничном украинском городе, гимназии, затем о трудовой школе, курсантском общежитии, о борьбе с петлюровцами и немецкими интервентами и участии в ней мальчишек, уже размежевавшихся по социальному статусу и политическим пристрастиям, с «хорошими» сторонниками новой власти и «плохой» нэпманшей, нарумяненной старухой, чей «танцевальный салон» не только очаг растления молодежи, но и явочная квартира антисоветчиков. Трилогия Старая крепость, включенная Детгизом в серию «Золотая библиотека», более 30 раз переиздавалась в нашей стране и за рубежом, на ее основе был сделан ряд инсценировок и создан многосерийный телефильм.

Наставительно-пропагандистский пафос, свойственный Беляеву, с особой отчетливостью проявился в его многочисленных публицистических выступлениях, среди которых выделяется книга, посвященная украинскому писателю и публицисту Я.Галану Я обвиняю! (1978; совместно с А.Елкиным Беляев также автор биографической книги Ярослав Галан, 1971).

Типичный представитель комсомолии 1920-х годов, Беляев до конца дней сохранил юношеский максимализм и наивно-романтическую веру в неизменную победу добра над злом. Ни разу не изменивший своим первоначальным идеалам, не трансформировавшийся духовно, не переживший тяжелых сомнений, Беляев в определенном смысле остался в душе тем украинским хлопцем, каким застал его в родном городе 1918-й год.

Умер Беляев в Москве 11 февраля 1990.