Белоусова побеждала на зимних Олимпийских играх 1964 и 1968 годов в паре со своим супругом Олегом Протопоповым, по четыре раза выигрывала чемпионаты Европы и мира, а также шесть раз становилась чемпионкой СССР в парном катании.
В 1979 году Белоусова получила политическое убежище в Швейцарии и с тех пор проживала преимущественно за границей.