Регалии: Заслуженный мастер спорта СССР; 2-кратная олимпийская чемпионка (1964, 1968) в парном катании; 4-кратная чемпионка мира (1965, 1966, 1967, 1968); 3-кратный серебряный (1962, 1963, 1964) и бронзовый (1969) призер чемпионатов мира; 4-кратная чемпионка Европы (1965, 1966, 1967, 1968); 4-кратный серебряный призер чемпионатов Европы (1962, 1963, 1964, 1969); 6-кратная чемпионка СССР (1962, 1963, 1964, 1966, 1967, 1968); 5-кратный серебряный (1957, 1958, 1959, 1961, 1969) и 2-кратный бронзовый (1955, 1972) призер чемпионатов СССР.
Родилась 22 ноября 1935 года в Ульяновске Куйбышевского края (Россия).
Людмила Белоусова в детстве занималась гимнастикой, теннисом, конькобежным спортом, в секцию фигурного катания записалась достаточно поздно, в 16-летнем возрасте. Тренировалась в паре с Кириллом Гуляевым, но вскоре он ушел из спорта, и Людмила перешла в одиночное катание.
С Олегом Протопоповым Белоусова познакомилась случайно на семинаре в Москве. В 1954 году переехала в Ленинград, где новая пара начала заниматься под руководством Игоря Москвина.
На первой своей Олимпиаде Белоусова и Протопопов выступили неудачно, но через четыре года в Инсбруке-1964 завоевали золотые медали в парном катании. В Гренобле-1968 защитили титул олимпийских чемпионов.
Советский дуэт четырежды побеждал на чемпионатах мира и столько же раз на европейских первенствах.
Завершив выступления, двукратные олимпийские чемпионы работали в Ленинградском балете на льду. В сентябре 1979 года во время гастролей в Швейцарии попросили политического убежища. В Советском Союзе были лишены всех наград и званий и объявлены предателями. Сами спортсмены свой поступок объяснили тем, что в СССР им не давали развиваться дальше.
В 1995 году супруги получили швейцарское гражданство, а в 2003-м впервые после долгого перерыва прилетели в Москву, а затем присутствовали на Олимпиаде в Сочи в качестве почетных гостей.
Скончалась 26 сентября 2017 года в Гриндельвальде (Швейцария).