Родился 2 октября 1960 г. в Челябинске.
В 1987 г. окончил Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (ЧПИ; ныне Южно-Уральский государственный университет) по специальности "двигатели внутреннего сгорания", в 1990 г. - специальный факультет переподготовки кадров при ЧПИ.
С 1993 по 1995 г. работал инженером в Челябинском филиале НИИ тракторного института.
В 1995-1999 гг. - коммерческий директор ОАО "Челябинский хлебокомбинат №1". Ныне - ОАО "Первый хлебокомбинат", входит в холдинг российского агропромышленного объединения ОАО "Макфа", совет директоров которого в 1990-е - начале 2000-х гг. возглавлял будущий губернатор Челябинской области Михаил Юревич.
В 1997 г. Вадим Белоусов вошел в состав совета директоров АПО "Макфа".
С 2004 по 2011 г. занимал должность генерального директора ООО "Управляющая компания "Макфа". Был совладельцем ОАО "Макфа" (9,29% акций) вместе с родителями Михаила Юревича - Валерием Михайловичем (71,42%) и Натальей Евгеньевной (19,29%). После избрания в Госдуму РФ Вадим Белоусов передал свою долю в компании супруге Ирине.
По данным "Спарк-Интерфакс", являлся также руководителем, совладельцем и членом советов директоров около 30 компаний в Челябинской, Кировской, Волгоградской областях, а также в Санкт-Петербурге, Ставропольском крае и Удмуртии. В их числе - включая челябинское ЗАО "Южуралавтобан".
С октября 2010 г. по декабрь 2011 г. - депутат Законодательного собрания Челябинской области V созыва от партии "Единая Россия". Получил вакантный мандат губернатора Михаила Юревича. Депутатские полномочия исполнял на непостоянной основе.
Был руководителем Ассоциации агропромышленных предприятий.
4 декабря 2011 г. был избран в Государственную думу РФ VI созыва в составе федерального списка кандидатов "Единой России". Баллотировался под пятым номером региональной группы №75 (первый номер - Михаил Юревич) от Челябинской области. В Думе был членом партийной фракции, входил в комитет ГД по земельным отношениям и строительству.
Весной 2016 г. вышел из "Единой России". Принял участие в парламентских выборах в сентябре 2016 г. в составе списка кандидатов от партии "Справедливая Россия".
18 сентября 2016 г. баллотировался в Госдуму РФ VII созыва по общефедеральному округу в списке "Справедливой России" под вторым номером региональной группы №14 (Удмуртская Республика, Кировская обл.). По итогам выборов депутатский мандат получил первый номер региональной группы, бывший депутат Госдумы от "Справедливой России" Сергей Доронин, однако он отказался от места в нижней палате парламента.
28 сентября 2016 г. ЦИК России принял решение передать Вадиму Белоусову освободившийся мандат Доронина. 30 сентября 2016 г. он был официально зарегистрирован депутатом Госдумы РФ VII созыва. Вошел во фракцию "Справедливая Россия".
6 декабря 2018 г. решением Госдумы по запросу генпрокурора РФ Белоусов был лишен депутатской неприкосновенности (за - 353, против - 21, воздержались двое). Кроме того, палата дала согласие на уголовное преследование депутата. Его обвиняют по ч. 6 ст. 290 УК РФ ("Получение взятки в особо крупном размере"). Депутат подозревается в получении взятки в размере свыше 3 млрд руб. в составе преступной группы за оказание общего покровительства при распределении госзаказов на содержание, ремонт и строительство дорог в Челябинской области в 2011-2014 гг. Фигурантом дела является также экс-губернатор региона Михаил Юревич, объявленный в международный розыск в мае 2017 г.
В 2021 г. был выдвинут партией "Справедливая Россия - Патриоты - За правду" (СРЗП; быв. "Справедливая Россия") на выборы в Госдуму РФ.
19 сентября 2021 г. избран депутатом Государственной думы РФ VIII созыва по списку СРЗП. Баллотировался под первым номером региональной группы №16 (Удмуртская Республика, Кировская обл.).
3 августа 2022 г. Московский городской суд приговорил Вадима Белоусова к 10 годам колонии строгого режима, признав его виновным в получении взятки в размере 3,25 млрд руб. по ч. 6 ст. 290 УК РФ (получение взятки организованной группой в особо крупном размере). Ему также назначено дополнительное наказание в виде штрафа в размере 500 млн руб. Суд лишил Белоусова государственных наград и права занимать руководящие должности после отбытия наказания. Наказание депутату назначено заочно из-за его неявки на оглашение приговора. Депутат был объявлен в розыск.
11 сентября 2022 г. Белоусов участвовал в выборах главы Удмуртской Республики (приговор суда не вступил в силу), баллотировался от партии "Справедливая Россия - Патриоты - За правду". Занял последнее, четвертое место с результатом 3,31%. Главой республики был избран действующий руководитель региона Александр Бречалов ("Единая Россия", 64,37%).
1 ноября 2023 г. Госдума РФ досрочно прекратила депутатские полномочия Вадима Белоусова.
27 декабря 2023 г. Верховный суд (ВС) отменил приговор Вадиму Белоусову и отправил дело обратно в Мосгорсуд на новое рассмотрение. По словам защиты, ВС отменил все меры процессуального принуждения в отношении экс-депутата, он получил статус несудимого лица. 27 февраля 2024 г. стало известно, что материалы уголовного дела поступили для повторного рассмотрения в суд.
Был награжден медалью "За заслуги перед Отечеством II степени" (лишен в 2022 г. решением суда).