Родился 24 января 1991 года в Киеве. Его отец, гражданин Руанды, впоследствии (в 1994 г.) погиб в результате военного переворота в ходе гражданской войны на родине[3]. Воспитывался мамой украинкой. Борьбой занялся в 2000 году.
В 2010 году стал серебряным призёром чемпионата мира среди юниоров. В 2011 году стал чемпионом Европы среди юниоров и бронзовым призёром чемпионата мира по греко-римской борьбе среди юниоров[4]. В 2012 году завоевал бронзовую медаль чемпионата Европы. В 2013 году стал бронзовым призёром Летней Универсиады в Казани. В 2014 году стал чемпионом Европы и бронзовым призёром чемпионата мира. В 2015 году завоевал серебряную медаль Европейских игр. В 2016 году вновь стал чемпионом Европы. Олимпийский чемпион 2020 года в Японии.
После выступления на Олимпийских играх 2016 Беленюк рассказал о плохих условиях для подготовки борцов на Украине[6], однако опроверг домыслы о возможной смене гражданства[7].
На чемпионате Европы по борьбе 2021 года, который проходил в Варшаве, украинский спортсмен в весовой категории до 87 кг, сумел завоевать бронзовую медаль.
4 августа 2021 года на летних Олимпийских играх 2020 в Токио завоевал золотую медаль, победив в финале Виктора Леринца. В 2022 и 2023 годах становился чемпионом Украины[8].
С 29 августа 2019 года — Народный депутат Верховной рады Украины IX созыва от партии «Слуга народа»[9]. Был на выборах 10 номером в партийном списке. В Раде является первым заместителем председателя Комитета по вопросам молодежи и спорта, входит в группы по межпарламентским связям с Японией, с Соединённым Королевством Великобритании и Северной Ирландии и с Соединёнными Штатами Америки.
В 2020 году вошел в рейтинг «30 самых перспективных украинцев до 30 лет» по версии Forbes (в категории «Спорт»)[10].
7 декабря 2020 года включён в список украинских физических лиц, против которых российским правительством введены санкции[11].
6 октября 2021 года спортсмен заявил, что хочет продать свою награду, а вырученные деньги отдать на благотворительность[12].
8 августа 2024 года стал бронзовым призёром Олимпийских игр в Париже и завершил спортивную карьеру[13]. Таким образом, Беленюк стал призёром трех Олимпиад: в 2016-м в Рио завоевал серебро, в 2021-м в Токио стал олимпийским чемпионом, а в 2024-м в Париже стал обладателем бронзовой награды.
Награды
Медаль «За труд и доблесть» (25 июля2013 года) — «За достижение высоких спортивных результатов на XXVII Всемирной летней Универсиаде в Казани, проявленную самоотверженность и волю к победе, повышение международного авторитета Украины»[14].
Орден «За заслуги» III степени (4 октября2016) — за достижение высоких спортивных результатов на ХХХІ летних Олимпийских играх в Бразилии, проявленные самоотверженность и волю к победе[15].
Орден «За заслуги» II степени (15 июля 2019) — за достижение высоких спортивных результатов на II Европейских играх в г. Минске (Республика Беларусь), проявленные самоотверженность и волю к победе[16].
Орден «За заслуги» I степени (16 августа2021) — за достижение высоких спортивных результатов на ХХХІІ летних Олимпийских играх в городе Токио (Япония), проявленные самоотверженность и волю к победе[17].
Заслуженный работник физической культуры и спорта Украины (23 августа2024) — за достижение высоких спортивных результатов на ХХХІІІ летних Олимпийских играх в городе Париже (Французская Республика), проявленные самоотверженность и волю к победе, утверждение международного авторитета Украины<[1].