Исследователи полагают, что именно он впервые переложил на восемь гласов многоголосную «Литургию», гармонизовав таким образом основные её песнопения – «Единородный Сыне», «Иже херувимы», «Достойно есть» и др., причём знаменные мелодии для своих композиций С.И. Беляев сочинял сам, руководствуясь правилами комбинирования попевок, лиц и фит. В гармонизациях знаменных напевов он придерживался традиций многоголосных композиций хора государевых певчих. Однако его песнопения легко узнаваемы по особым приёмам композиторской работы и методам обращения с одноголосным знаменным теноровым напевом. Важнейшим стилистическим признаком музыкального языка С.И. Беляева считается развитая система устойчивых ладово-гармонических комплексов, наиболее значительными из которых являются типы каденционных оборотов строк и так называемая «беляевская секвенция». Композитор мастерски использует ресурсы четырёхголосного состава хора. На основе тщательного изучения рукописей, в том числе автографов С.И. Беляева, исследователи установили последовательность сочинения им голосов четырёхголосной партитуры: тенор – бас – «дышкант» (дискант) – альт. Благодаря авторским многоголосным партесным сочинениям С.И. Беляева и его современников система осмогласия, её ладовые и формульно-мелодические признаки, сложившиеся в знаменном одноголосии, продолжили свою жизнь в XVII–XVIII вв. Песнопения «Литургии» С.И. Беляева являются образцами развития норм осмогласия в условиях многоголосной партитуры. Известны следующие певческие рукописные сборники и книги партий, содержащие гармонизации, а также оригинальные сочинения С.И. Беляева: «Праздники» на четыре голоса, со стихирами второго гласа «знаменными, беляевскими»; «Единородный Сыне», «Иже херувимы», «Достойно есть» на четыре голоса («беляевский осмогласник знаменный роспев»); «Иже херувимы» знаменного распева («творение Стефана Беляева верховыя»); «Херувимские Беляева» на четыре голоса; полиелей знаменного распева с пометкой «ПСБ», т.е. «писано Стефаном Беляевым»; «Октоих» на четыре голоса (партитура гармонизаций мелодий знаменного распева, в том числе собственных мелодий С.И. Беляева); «Праздники» на четыре голоса.