Советский учёный в области аэронавигации, доктор географических наук, профессор, генерал-лейтенант авиации (1943), Герой Советского Союза (24.07.1936).
Родился в д. Беззубово Орехово-Зуевского района Московской области. Член КПСС с 1936 г. В 1917 г. окончил военное пехотное училище. В Красной Армии с 1919 г. Во время Гражданской войны участвовал в составе 25-й стрелковой дивизии В.И. Чапаева. После окончания фотограмметрической школы (1921) оставлен в ней преподавателем. В 1930–35 гг. преподаватель и начальник кафедры Военно-воздушной академии им. Н.Е. Жуковского.
В 1936 г. совместно с В.П. Чкаловым и Г.Ф. Байдуковым участвовал (штурманом) в беспосадочном перелёте из Москвы через Северный Ледовитый океан, Петропавловск-Камчатский на остров Удд (ныне остров Чкалов); за этот подвиг удостоен звания Героя Советского Союза.
В 1937 в составе того же экипажа впервые в истории перелетел без посадки из Москвы через Северный полюс в г. Ванкувер (США). Преодолев 12 тыс. км и установив мировой рекорд дальности полёта без посадки, советские лётчики продемонстрировали триумф советской авиации.
С 1936 флаг-штурман дальнебомбардировочной авиации, флаг-штурман ВВС РККА. С 1940 зам. начальника Военной академии командного и штурманского состава ВВС, начальник ряда авиационных учебных заведений. За году войны подготовил 307 ночных экипажей и свыше 800 авиационных штурманов.
В 1945 году дважды направлялся в действующую армию для прохождения боевой стажировки и получения боевого опыта. С февраля по март 1945 года был заместителем командующего 2-й воздушной армии на 1-м Украинском фронте, с апреля по май 1945 года – главным штурманом 16-й воздушной армии на 1-м Белорусском фронте. Принимал участие в Нижне-Силезской, Верхне-Силезской и Берлинской наступательных операциях.
С 1945 г. начальник факультета Военно-воздушной академии. С августа 1960 г. в отставке.
Депутат Верховного Совета СССР в 1937–46 гг.
Именем А.В. Белякова назван переулок в Могилёве.