Родилась в селе Рамонь Берёзовского района (ныне Рамонский район) Воронежской области в семье военного.
В 1943 году Беляева поступила в воронежскую Центральную музыкальную школу по классу фортепиано, которую в 1952 году окончила с отличием. Без экзаменов в 1951 году была зачислена в Воронежское музыкальное училище, которое окончила в 1956 году также с красным дипломом. После училища с первой попытки, в 1961 году поступила на вокальное отделение Московского государственного музыкально-педагогического института имени Гнесиных (ныне Российская академия музыки имени Гнесиных). Получила красный диплом.По образованию — концертно-камерная и оперная певица. Сразу же после сдачи экзамена в институте потеряла голос из-за того, что её неправильно учили. Её голос в институте определили как колоратурное сопрано, а оно было лирическое.
В результате на экзамене она порвала связки.Из-за потери голоса ей пришлось отказаться от певческой карьеры. Чтобы прокормить себя и маленькую дочь, она занималась переписыванием нот и давала уроки игры на фортепиано.
С 1961 по 1994 год работала на Центральном телевидении.
С декабря 1961 года по декабрь 1993 года — ведущая программы «Музыкальный киоск» .Участница различных музыкальных фестивалей, ведущая концертов из цикла «Новые звёзды России» и абонементов «Звёзды классического балета» .
В 1984 году в паре с писателем Юрием Филиновым вела передачу «Песня года» .После закрытия «Музыкального киоска» и ухода с телевидения в 1993 году заболела раком. Её спас продюсер Валерий Сергеев, договорившийся о срочной операции с нейрохирургом Александром Коноваловым. После выздоровления работала ведущей концертов и фестивалей. Была гостем программы «Здоровье» , а в 2002 году — героем программы «Кумиры» .
В 2014 году была ведущей концерта лауреата международных конкурсов, пианиста и композитора Александра Бисерова.
В последние годы Беляева редко появлялась на публике. Жила в московской квартире, общаясь только с близкими друзьями и родными — дочерью Марией и внучкой Настей.Скончалась 20 апреля 2015 года в Москве из-за оторвавшегося тромба в возрасте 79 лет. Похоронена в Москве на Котляковском кладбище рядом с родителями.СемьяБыла трижды замужем. Всех мужей звали Анатолиями.Первый муж — баянист Анатолий Беляев (род. 1931), народный артист России.Дочь — Мария Анатольевна Беляева, художник.Внучка — Анастасия, стилист.