Pavel Běljajev se už nějakou dobu necítil dobře. Žaludek měl jako na vodě a neustálé bolesti jej upomínaly, že by bylo záhodno navštívit lékaře. Jenže – jestliže se vydá na milost a nemilost osobám v bílých pláštích, bude to s velkou pravděpodobností znamenat vyřazení z letového stavu. Na konci prosince 1969 však už nemohl své problémy skrývat, bolesti byly příliš silné. Lékaři okamžitě nařídili hospitalizaci, Běljajev má krvácející žaludeční vřed. Na 30. prosinec byla naplánována operace a během ní Pašovi odebrali dvě třetiny žaludku, část dvanáctníku a apendix. Po operaci však nastaly komplikace, rozvinul se rozsáhlý zánět pobřišnice, ještě zhoršený zápalem plic. 4. ledna 1970 museli lékaři přistoupit k další operaci. Přes přechodné zlepšení stavu nakonec 10. ledna 1970 v 00:20 moskevského času zemřel. Alexej Leonov v průběhu necelých dvou let přišel o druhého blízkého přítele, se kterým jej navíc poutaly okamžiky, kdy šlo během letu Voschodu-2 o život. Stejně jako Gagarin, Běljajev byl pro Leonova jako bratr. Alexej si k žádnému z kolegů už nikdy nevytvořil podobně blízký vztah. Temná léta nemínila jen tak odejít…