Bellamy ble født i Cambridge, England, og begynte å spille piano i en alder av seks. Han tok senere opp gitar og bass, og ble påvirket av et bredt spekter av musikk, inkludert klassisk, jazz, rock og elektronisk.
Bellamy dannet Muse med trommeslager Dominic Howard og bassist Chris Wolstenholme i 1994. Bandet ga ut sitt debutalbum, Showbiz, i 1999, og har siden gitt ut ytterligere syv studioalbum, som alle har blitt møtt med kritisk og kommersiell suksess.
Muse har vunnet en rekke priser, inkludert to Grammy Awards, to Brit Awards og fem MTV Europe Music Awards. Bandet har også blitt nominert til en Mercury Prize og en Oscar.
I tillegg til arbeidet med Muse, har Bellamy også gitt ut to soloalbum, «The 2nd Law:Isolated System» (2012) og «The Globalist» (2015). Han har også samarbeidet med en rekke andre artister, inkludert Gorillaz, Kills og Hans Zimmer.
Bellamy regnes for å være en av de mest talentfulle og allsidige gitaristene i sin generasjon. Hans spill er preget av bruken av komplekse akkorder, tapping og harmoniske. Han er også kjent for sin karakteristiske falsettvokal.
Bellamy er en politisk aktivist og har uttalt seg om en rekke saker, inkludert klimaendringer, dyrs rettigheter og fattigdom. Han er også tilhenger av Arbeiderpartiet.
Bellamy er gift med skuespillerinnen Elle Evans, og de har en sønn sammen, Bingham Hawn Bellamy.