Родился в дворянской семье.
В 1870 году был отправлен в Италию из-за проблем с лёгкими; обучался в университетах Палермо и Рима.
В 1875 году защитил первую диссертацию в Гейдельберге, в 1877 году — вторую в Риме.
В 1879 году стал экстраординарным профессором древней истории Римского университета; среди его слушателей был будущий папа римский Пий XII.Занимался историей античного Рима и, главным образом, Греции.Отличительной чертой Белоха как историка было скептическое отношение к традиционным источникам.Уделяя особое внимание демографии и социально-экономическому развитию, он был пионером применения к древней истории статистических методов.Многие историки оспаривали его выводы, так как статистические материалы, сохранившиеся от древности, отрывочны и часто малодостоверны.Его также обвиняли в субъективности многих построений.Прямой конфликт с Т. Моммзеном сделал невозможной для Белоха карьеру в Германии.Когда Э. Мейер переходил из Бреслау в Галле в 1889 году, он хотел передать кафедру Белоху, но из этого ничего не получилось.Лишь в 1912 году Белоху удалось получить кафедру в Лейпциге, но на следующий год он вынужден был вернуться в Рим, на этот раз из-за проблем со здоровьем жены.Таким образом, большую часть жизни он провел в Италии.Дочь Маргарита Пьяццолла Белох (1879—1976) математик.Профессор Э. Д. Фролов отмечает склонность Белоха к рискованным датировкам и реконструкциям.