Сергей Белов родился 23 января 1944 года в селе Нащеково, Томская область. Мальчик вырос в обычной семье. Отец трудился в лесной отрасли, а мать являлась учителем биологии. Юноша всегда уделял много внимания спорту, с ранних лет привык к тренировкам. В третьем классе стал заниматься акробатикой, еще через год легкой атлетикой. В последующие годы выступал за сборную школы по всем популярным видам спорта.
На школьных соревнованиях по баскетболу в 1956 году Белова заметил тренер Георгий Иосифович Реш, предложивший парню заняться в его баскетбольной секции. Вскоре Сергей всерьез увлекся баскетболом. С четырнадцати лет играл со студентами в командах Георгия Реша.
В 1960 году в составе сборной команды Томской области на Спартакиаде школьников СССР занял второе место и признан лучшим игроком турнира. После школы уехал в столицу и поступил в Московский государственного университета леса, параллельно играя в баскетбольной команде вуза. Играя на Первенствах учебных заведений за свой институт, показывал хорошую технику, и вскоре его стали приглашать в молодежную и взрослую сборные области.
Приглашение Екатеринбургского баскетбольного клуба «Уралмаш» Сергей принял в 1964 году и переехал на Урал. Именно здесь начал свою профессиональную спортивную карьеру. После удачно проведенного сезона 1964-65 года клуб восстановился в высшей лиге, а баскетболист стал одним из ключевых игроков основного состава и замечен тренерами сборной Советского Союза. Через три года в составе национальной сборной страны получил два титула: Чемпиона Мира и Европы, а также включен в состав Олимпийской сборной, для участия в летних Играх 1968 года в мексиканском городе Мехико.
Переехав в Москву, надел красно-синюю майку игрока столичного «ЦСКА», за который играл следующие двенадцать лет. В составе армейского клуба весной 1969 года завоевал свой первый титул Чемпиона СССР. Этот титул Сергей Александрович получал одиннадцать раз, а также завоевывал серебро и бронзу Первенства страны, Кубок СССР, Главный клубный трофей континента: Кубок европейских Чемпионов, где стал играющим тренером. В составе сборной города завоевал победу пятой, шестой и седьмой Спартакиад народов СССР.
Важным достижением в биографии Сергея Александровича Белова стало звание олимпийского чемпиона 1972 года в Мюнхене. Баскетболист имеет также три бронзовых медали с Олимпиад.
Высшее образование по специальности «тренер-преподаватель» получил в 1977 году, окончив Московский областной институт физической культуры.
Белову в знак признания выдающихся заслуг на московской Олимпиаде 1980 года доверили честь зажечь олимпийский огонь. Это оказалось первым случаем в истории Игр, когда подобную миссию поручили баскетболисту. После окончания Олимпиады Сергей Александрович принял решение завершить игровую карьеру и заняться тренерской работой. С 1981 по 1982 год возглавлял команду «ЦСКА». За это время клуб выиграл Чемпионат страны и стал обладателем Кубка СССР.
В 1990 году Белов заключил контракт с итальянской командой города Коссино, и уехал работать в Италию, что позволило ему набраться опыта и изучить их баскетбол. После возвращения в Россию в 1993 году, Сергея Александровича избрали Президентом Федерации баскетбола. Должность занимал на протяжении пяти лет. Параллельно, являлся Главным тренером национальной сборной Российской Федерации по баскетболу.
Приняв решение отправиться на Урал в 1999 году, занял пост Главного тренера пермского клуба «Урал-Грейт» и быстро смог вывести команду в число ведущих клубов страны и Европы. Под его руководством команда дважды выигрывала Чемпионат России, стала двукратным серебряным призером Первенства России по баскетболу, победила в NEBL.
В 2005 году Белов покинул должность главного тренера пермяков, став Президентом клуба «Урал-Грейт». Позднее, являлся Главным тренером студенческой сборной России по баскетболу, завоевавшей серебряные медали на Всемирной универсиаде в городе Белград, Республики Сербия. Помимо этого выступал инициатором и организатором межрегионального Томского баскетбольного турнира среди юношеских команд: «Кубок Сергея Белова».
Сергей Александрович с 2007 по 2009 год состоял в Общественной палате Российской Федерации, возглавлял Ассоциацию студенческого баскетбола России, превратив ее в массовую молодежную спортивную лигу России. Также написал книгу «Движение вверх».
Играя за сборную по баскетболу, также завоевал много наград: Олимпийский Чемпион, двукратный Чемпион Мира, четырехкратный Чемпион Европы, Чемпион Универсиады. Становился трижды бронзовым призером Олимпийских игр, серебряным и бронзовым призером Чемпионатов Мира, дважды завоевывал серебро и один раз бронзу на Первенствах Европы. На XX летних Олимпийских играх забил 20 очков из 51 набранных сборной СССР за игру.
В игре знаменитого баскетболиста отличала стартовая скорость и «стопорящее» движение. Специалисты и пресса называли его игроком «последних секунд, решающего очка», ведь Сергей всегда боролся за победу, независимо от того, как проходил матч.
Белов Сергей Александрович скончался 3 октября 2013 года в городе Пермь от сердечной недостаточности. Похоронен на Ваганьковском кладбище в Москве.
