プロトポフは比較的遅い15歳でスケートを始め、ニーナ・レプニンスカヤに指導を受けることになった。 1951年、バルチック艦隊に徴兵されるが、その休暇を利用してスケートをするようになる。 最初のパートナーはマルガリータ・ボゴヤブランスカヤで、1953年のソビエト選手権で銀メダルを獲得した。 1955年にレニングラードに移った彼女は、1956年にプロトポポフの除隊後に練習を始め、VSSロコモティフで練習し、ソ連代表として国際的な試合に出ていた。 ベローゾワとプロトポポフは、当初イーゴリ・モスクヴィンが、その後ピョートル・オルロフが指導していたが、オルロフとは何度も意見の相違があり、袂を分かつことになる。 その後、二人はモスクワ州ボスクレセンスクのリンクでコーチを付けずに練習していた。 1961年、技術的な難易度を上げるため、スタニスラフ・ジュークに師事することになった。
1958年の世界選手権でデビュー、13位入賞を果たしたベローゾワ＆プロトポポフ組は、この年、世界選手権で優勝。 その2年後、初めてオリンピックに出場し、9位入賞を果たした。 1962年、初めて世界選手権の表彰台に上り、銀メダルを獲得した。 1908年の世界選手権（3組のみ出場）以来、ソ連・ロシア勢として初のメダル獲得となった。 ヨーロッパ選手権でも銀メダルを獲得し、1958年から1960年まで銀メダルを獲得したニーナ・ジューク/スタニスラフ・ジュークに次いで、ソ連で2組目のメダル獲得となった。
ベローゾワとプロトポポフの最初の主要国際大会での金メダルは1964年冬季オリンピックで獲得された。 それは、ソビエト連邦にとって最初のオリンピックペア金メダルであった。 ベローゾワとプロトポポフは、1964年から2006年まで、オリンピックスポーツ史上最長のペアスケートにおける40年間のソ連／ロシア金メダル連勝を始めた。
ベローゾワとプロトポポフは1965年に初めて世界とヨーロッパの金メダルを獲得し、その際、これらのタイトルを獲得した最初のソ連／ロシアペアとなった。 翌年の欧州選手権では銀メダル、世界選手権では銅メダルを獲得し、イリーナ・ロドニナは最初のパートナー、アレクセイ・ウラノフとともに王座に就いた。
ベローゾワとプロトポポフは、合計で2つのオリンピックタイトルを獲得し、また世界選手権とヨーロッパ選手権で8回メダルを獲得し、そのうち4回連続で世界とヨーロッパの金メダルを獲得しました。 競技を引退した後も、ショーでスケーティングを行い、現在に至っている。 2015年9月には、マサチューセッツ州ボストンで行われたチャリティー展示会「チャンピオンとの夕べ」で、長年の伝統を更新した。
ベローゾワとプロトポポフは、それぞれコズミックスパイラル、ライフスパイラル、ラブスパイラルと名付けた後方内側（BIDS）、前進内側（FIDS）、前進外側（FODS）という3つのデスパイラルを導入するなどペアスケート界の発展へ貢献した。 ディック・バトンはこう言っている。 「プロトポポフが偉大なスケーターであるのは、彼らが最高のオリンピック・チャンピオンであったからだけではなく、彼らの創造的な影響が並外れたものであったからだ」
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