Первый директор Института теоретической физики им. Л. Д. Ландау.
Окончил Днепропетровский государственный университет (1941). Будучи студентом университета, начал сдавать экзамены по теоретическому минимуму Льву Ландау, который пригласил его стать своим аспирантом.
В 1945—65 работал в Институте физических проблем АН СССР
C 1965 по 1992 год директор Института теоретической физики им. Л. Д. Ландау.
Доктор физико-математических наук (1952), академик АН СССР (1984, член-корреспондент с 1972).
Профессор МФТИ, являлся членом редколлегии журнала «Физика низких температур».
Избран иностранным членом Лондонского королевского общества (1994).
Труды по теории квантовых жидкостей, сверхпроводимости, квантовой электродинамике, квантовой теории поля, релятивистской гидродинамике, квантовой механике, общей теории относительности, релятивистской астрофизике и космологии.
Большое влияние оказала на И. М. Халатникова совместная работа с Л. Д. Ландау (наиболее известна теория сверхтекучести Ландау — Халатникова). Автор исследований по основам квантовой электродинамики (совместно с А. А. Абрикосовым и Ландау). После смерти Ландау, несмотря на загруженность административными делами директора института, работал в области общей теории относительности и космологии, где получила известность т. н. сингулярность Белинского — Халатникова — Лифшица.
Государственная премия СССР (1953)
Жена — Валентина Николаевна Щорс (дочь Николая Александровича Щорса и Фрумы Ростовой-Щорс).