C’est en 1999, avec Post Mortem, que Louis Bélanger signe son premier long métrage qui lui vaut cinq prix Jutra. Post Mortem est également récompensé au Festival des Films du Monde (1999) par le prix de la meilleure mise en scène ; l’Association Québécoise des Critiques de Cinéma (AQCC) lui décerne son prix de meilleur film de l’année en 1999 et il obtient une mention spéciale du jury de la Critique Internationale (FIPRESCI). En 2003, il réalise son deuxième long métrage, Gaz Bar Blues. Présenté lors de la soirée d’ouverture du Festival des Films du Monde la même année, le film y récolte le prix du jury œcuménique ainsi que le prix du film canadien le plus populaire. Il remporte plusieurs autres prix prestigieux . En 2007, il fait la tournée pour son film Le génie du crime, et l’année suivante, il s’investit dans The Timekeeper, mettant en vedette Roy Dupuis et Craig Olejnik. En 2009, il tourne Route 132 qui marque le début d’une fructueuse collaboration avec Alexis Martin, coscénariste et comédien de ce road movie. En plus de son travail pour le grand écran, il réalise des téléfilms, des téléséries, des documentaires et se permet une incursion au théâtre en signant la mise en scène de Mort de peine.