No se sabe la fecha de su nacimiento -muy probablemente en Florencia- posiblemente hacia 1580. Del mismo modo, la hipótesis de un supuesto origen de Parma de Belli, formulado por Della Corte, no ha encontrado ninguna confirmación.

En 1607 fue elegido miembro de la prestigiosa Compañía dell'Arcangelo Rafael, momento en que  sin duda estuvo en contacto con personalidades tan progresistas de los círculos musicales como los Caccini y Jacopo Peri. Probablemente trabajó en la corte en Parma, luego en la iglesia de San Lorenzo, Florencia entre 1610 y 1613, sucediendo en ese cargo a Marco da Gagliano. En 1616 en Venecia salió de Belli "Il primo libro dell'Arie a una e a due voci per sonarsi con il Chitarrone". Ese mismo año se celebró en Florencia, en el palacio de la Gherardesca de propiedad de los Rinaldi, la "Aminta" de Torcuato Tasso, de la cual Belli había compuesto la música de los intermedios, con el nombre de "Orfeo dolente". La ópera está dedicada al mismo Ugo Rinaldi quien, junto con otros amigos, participó como actor en el recitado. El autor del texto es desconocido: sin embargo es de señalar que todo el primero y el segundo intermedios y el primer canto de Orfeo del tercer intermedio coinciden con la primera, la segunda y con el principio de la tercera escena de "Il pianto di Orfeo" del dramaturgo Gabriello Chiabrera (tal vez escrito en 1608 y publicado entre sus "Favolette da rappresentarsi cantando", Florencia, Zanobi Pignoni, 1615); pocas diferencias se notan en el resto. El texto puede haber sido ampliado por el mismo Chiabrera o bien Belli dio a otros la tarea de ampliar el cuento escrito por Chiabrera. Tanto las arias como el Orfeo fueron enviados por Belli desde Florencia como regalo al duque Ferdinando de Mantua con una carta el 11 de junio de 1616, bastante significativa por la sobria defensa que hace de sus obras que parecían, entonces, haber adquirido fama 'de ser difíciles e incantables, a causa atribuida a los bajos, que suenan, por tener demasiadas corcheas'."

Edición discográfica con obras de Domenico Belli

El 15 de septiembre de 1619, con su esposa, se le dio la bienvenida oficial en la corte de los Medici. Después de esta fecha no tenemos noticias de él, ni se sabe el lugar y año de su muerte; Sin embargo, mientras que el primero pueda surgir. con toda probabilidad, en Florencia, la segunda, sin embargo, ha sido motivo de controversia. Su esposa Angélica continuó como empleada de la corte después de la muerte de su marido a principios de la primavera de 1627. Es uno de los compositores menos conocidos que participaron en uno de los más emocionantes y radicales adelantos en la evolución musical de la historia: el surgimiento en Florencia de la monodia acompañada, directa inspiración para la creación de la ópera. Toda la música sobreviviente de Belli se publicó en el año en que se incorporó a la corte de los Medici. Incluye un “Réquiem”, música para dos intermedios, uno basado en la leyenda de Orfeo y un libro de Arias para una o dos voces y chittarone.

Sus canciones muestran extrema pasión, complejas y a menudo torturadas armonías y enfoque en lo trágico.   Se aprecia en ellas una visión irónica de las variadas pasiones del amor, expresada en  canciones como "Di vostri occhi le facille" u "Occhi belli a me severi", que presagia la forma de canción eutrófica con ritornello, que pronto llegó a hacerse tan popular; la canción "Ardo ma non ardisco" es una efusión de asombrada pasión ardiente. Poco menos memorables son "Qui fra mille trofei" y "Apre huomo l'infelice che all'hor nasce”, dos canciones que exploran la naturaleza transitoria de la vida, un tema pertinente en una época en que la vida era tan a menudo sucia, brutal y corta. Belli se destaca firmemente como una importante figura dentro del ámbito de los compositores que cambiaron el curso de la música.

Figura ciertamente no de menor importancia en la historia de los inicios del melodrama, Belli se destaca por su personalidad bien establecida, dentro de la copiosa producción lírica de ese tiempo. Preparado para aprovechar y dar notablemente el sentido dramático, consigue más eficacia cuando la agudeza y la claridad límpida de sus armonías refinadas y sus modulaciones (de gusto tal vez arcaico) tienen forma de expresar sentimientos poderosos. Ductilidad, celeridad y libertad extraordinarias, respecto al pasado, se observan en la conducta de sus bajos continuos, y también su sorprendente originalidad se manifiesta en el campo del color y de la búsqueda formal.