В 1/8 финала соревнований в весовой категории 85 кг Беленюк выиграл у представителя Египта Мохамеда Саада (9:0), в четвертьфинале одолел Николая Байрякова из Болгарии (10:1), а в полуфинале оказался сильнее белоруса Джавида Гамзатова (6:0).
В финале Беленюк лидировал по итогам первого периода (2:0), но при неоднозначном судействе проиграл второй. Итоговый счет - 2:9.
Таким образом, Беленюк принес Украине пятую медаль Олимпиады-2016. Ранее "серебро" выиграли Сергей Кулиш, Олег Верняев и женская сборная по фехтованию на сабле, а "бронзу" - Ольга Харлан.