1992 году устроился на работу в компанию Sunrise, которая занималась сборкой и продажей персональных компьютеров. За два года компания открыла 10 филиалов и увеличила продажи компьютеров с 20,000 до 2 миллионов штук в год, став одним их крупнейших поставщиков ПК в России.

В 1994 Белоусов приехал в Сингапур для того, чтобы открыть филиал Sunrise и наладить поставку комплектующих в Россию.

В 1995 году вместе с партнёром Ильёй Зубаревым, также выпускником МФТИ, основал компанию Rolsen, доходы которой выросли до 150 миллионов долларов менее чем за 3 года. До 2003 года был её исполнительным директором. В 1996—1999 годах был исполнительным директором, основателем и совладельцем компании «Solomon Software South East Asia». В 1999 году основал компании «Infratel» и «SWsoft».Каждая из этих компаний начала приносить прибыль через год после начала деятельности. С 2003 года является председателем и генеральным директором компании Parallels, мирового лидера в сфере разработки программного обеспечения виртуализации и автоматизации для частных лиц, предприятий и провайдеров услуг. Под руководством Белоусова компания Parallels достигла первых позиций на рынке благодаря своим инновационным продуктам виртуализации настольных компьютеров, контейнерам ОС и панелям управления. Также он является основателем и главным инвестором компании Acronis, мирового лидера в области программного обеспечения для хранения и восстановления данных.

Acronis

В 2001 году Белоусов основал Acronis как подразделение компании SWsoft, для разработки программных продуктов предназначенных для управления средствами хранения информации. В 2004 году Acronis стала независимой компанией фокусирующейся на производстве продуктов резервного копирования, защиты и аварийного восстановления данных. На данный момент штат компании насчитывает более 700 сотрудников, работающих в 23 офисах в 18 странах мира. Продукты компании локализированы на 15 языков и продаются в 145 странах мира.

Находясь в составе совета директоров компании с момента ее основания, между 2007 и 2013 гг. Белоусов отвлекся от Acronis для развития компании Parallels и венчурных фондов Runa Capital и QWave Capital. В 2013 году возвращается в компанию Acronis в качестве генерального директора заменив на должности Alex Pinchev.

Parallels

Изначально компания Parallels была основана как дочерняя компания SWsoft и они работали как независимые компании до декабря 2007 года, когда SWsoft объявил о слиянии со своей дочерней компанией и ребрендинге. Формальное объединение компаний произошло в январе 2008 года и сейчас объединённая компания выступает под брендом Parallels. С 2007 по 2013 годы Белоусов занимал должность генерального директора компании Parallels, одновременно находясь в совете директоров Acronis. В 2013 Белоусов возглавил Acronis, но остался в Parallels в качестве председателя совета директоров и главного архитектора технологий. В настоящее время (2016 год) штат компании насчитывает более 1000 сотрудников, работающих в 15 странах мира.

Runa Capital

2 августа 2010 Сергей Белоусов вместе с Ильей Зубаревым и бывшим одноклассником и сокурсником по МФТИ Дмитрием Чихачевым, ранее главой Uvenco Holding Limited, основали международный венчурный фонд Runa Capital, инвестирующий в стартапы на ранних стадиях. Фонд специализируется на проектах в области облачных технологий и виртуализации, мобильных сервисах, IT-решениях для финансового сектора, здравоохранения, государственных услуг и образования. Runa Capital I управляет $135 млн, планируемый размер сформированного в 2014 году фонда Runa Capital II — $200 млн. В 2013 Runa Capital вложил $10 млн в рамках инвестиций серии C в компанию Acumatica, что является самой крупной инвестицией фонда. Входит в число самых активных фондов Рунета: к концу 2014 года Runa Capital профинансировал 44 компании и совершил 5 выходов из акционерного капитала.

Другие организации

Белоусов является со-основателем и председателем совета директоров компании Acumatica – глобального поставщика услуг облачного ERP (планирование ресурсов предприятия), основанного в 2007 году. Acumatica имеет офисы в Москве, Сингапуре и Сиэтле.

В 2012 году Сергей Белоусов, Сергей Кузьмин и Зубарев создали венчурный фонд Quantum Wave Fund (Qwave), специализирующегося на инвестициях в инновационные проекты в области квантовой физики. Объём финансирования фонда составляет $ 30 млн, но впоследствии эта сумма может возрасти до $ 100 млн. Фонд оказывает стартапам поддержку в масштабировании производства продуктов на глобальном рынке и предоставляет соинвесторам платформу для участия в волне квантовых технологий. По мнению создателей фонда, квантовая физика в ближайшем будущем будет играть ключевую роль в развитии информационных технологий и здравоохранения. Например, Белоусов уверен, что при достаточном финансировании квантовой физики мир скоро начнет пользоваться квантовыми компьютерами и безопасными сетями передачи данных.

Сергей Белоусов активно поддерживает научные и образовательные проекты в области высоких технологий в России: является председателем попечительского совета Российского квантового центра и членом правления «Физтех-Союза», официальной организации выпускников МФТИ. При содействии Белоусова в МФТИ была открыта базовая кафедра компаний Acronis и Parallels — «Теоретическая и прикладная информатика».

В 2012 году Белоусов стал членом управленческого совета Центра Квантовых Технологий, научно-исследовательский институт при Национальном Университете Сингапура. Этот центр развивает совместную работу ученых квантовой физики с учеными программистами для исследований квантовой природы существования и фундаментальных лимитов обработки информации.