Произведения Беляева неоднократно экранизировались.

Первой попыткой была экранизация рассказа «Когда погаснет свет». Зимой 1939 года писатель переделал одноимённый рассказ в киносценарий для Одесской киностудии. Однако, экранизация так и не состоялась.
Также в 1940-е гг. и в Голливуде планировали снять фильм по «Человеку-амфибии», но отказались из-за технической сложности, так как часть действия проходит под водой, а в то время ещё не было опыта подобных масштабных глубоководных съёмок. Однако в Союзе всё же экранизировали «Человека-амфибию» — К/с «Ленфильм» выпустила одноимённый фильм режиссёров Владимира Чеботарёва и Геннадия Казанского. Создатели также столкнулись с техническими сложностями, из-за этого сценарий 10 лет пролежал невостребованным на киностудии до того как начались съёмки. Премьера состоялась 28 декабря 1961 года, а 3 января 1962 года фильм вышел в прокат. Во время съёмок в газете The New York Times была помещена статья, где высказывалось сомнение в успешности затеи, так как даже Уолт Дисней не решился поставить этот фильм. Но фильм был-таки снят, и стал лидером советского кинопроката 1962 года, собрав 65 млн. зрителей, получил приз «Серебряный парус» на Фестивале фантастических фильмов в Триесте (Италия, 1962) и был отмечен читателями журнала «Советский экран» в пятёрке лучших фильмов года.
Затем, в 1967 году, вышел фильм «Продавец воздуха» режиссёра Владимира Рябцева.
В 1984 году Леонид Менакер поставил фильм «Завещание профессора Доуэля», снятый по мотивам романа «Голова профессора Доуэля». Сюжет его расходится с оригинальным текстом Беляева. В фильме Доуэль работает над проблемой бессмертия, а его коллега пытается похитить разработки. Учёного объявляют погибшим в автокатастрофе, после чего коллега оживляет его голову, чтобы консультироваться с профессором.
Снятый в 1987 году Евгением Гинзбургом и Рауфом Мамедовым музыкальный т/ф «Остров погибших кораблей» содержал большое количество музыки и песен.
В 2004 году был снят 4-серийный т/ф Александра Атанесяна «Человек-амфибия. Морской Дьявол» — ещё одна экранизация истории Ихтиандра, но её действие перенесено в наши дни. Любовь человека-рыбы и Гуттиэре стала лишь одной из сюжетных линий, а сама Гуттиэре в фильме — начинающая певица из бедной семьи, которая участвует в разных музыкальных конкурсах.
А в 2016 году братья Гевонд и Сарик Андреасян презентовали создание нового фильма по мотивам романов Беляева. Картина эта носит рабочее название «Избранные», и планировалась быть запущенной в производство в 2018 году. По сюжету Ихтиандр, голова профессора Доуэля, женщина-Франкенштейн Брике, профессор Вагнер, Ариэль и другие герои романов писателя объединяются, чтобы противостоять злодею Бэйли, который ворует воздух.

Библиография А. Беляева:
Романы: «Властелин» (1926), «Остров Погибших Кораблей» (1926), «Борьба в эфире» («Радиополис») (1927), «Человек-амфибия» (1928), «Продавец воздуха» (1929), «Человек, потерявший лицо» (1929), «Подводные земледельцы» (1930), «Прыжок в ничто» (1933), «Воздушный корабль» (1934), «Чудесное око» («Чудесный глаз») (1935), «Звезда «КЭЦ» (1936), «Голова профессора Доуэля» («Когда мёртвые оживут») (1937), «Лаборатория Дубльвэ» (1938), «Под небом Арктики» (под псевдонимом А. Романович, 1939), «Человек, нашедший своё лицо» (1940), «Ариэль» (1941).
Повести: «Последний человек из Атлантиды» (1925), «Вечный хлеб» (1928), «Золотая гора» (1929), «Хойти-Тойти» («Изобретения профессора Вагнера») (1930), «Земля горит» (1931), «Небесный гость» (1937), «Замок ведьм» (1939).
Пьесы: «Бабушка Мойра» (пьеса-сказка для детей, 1914).
Киносценарии: «Когда погаснет свет» (1941).
Графические произведения: «Голова профессора Доуэля» (1988).