貝倫科的叛逃太出人意料了，因為他對自己叛逃的原因保持沈默，以至於連蘇聯和美國人到現在都不明白原因，只有各種猜測。出於各種目的，蘇聯人給出的猜測是，貝倫科與妻子離婚，與父母分手，工作不如意。他壹度被懷疑有精神病，被要求去醫院檢查。種種不滿導致他選擇叛逃。美國人的看法是，貝倫科對所謂的制度不滿，選擇了叛逃。
1976年9月6日，12: 50，貝倫科駕駛壹架米格-25起飛。在盤旋了壹段時間後，他直奔北海道。他選擇超低空飛行，按下警報，制造飛機墜毀的假象。30分鐘後，貝倫科進入日本領空，日本自衛隊派出兩架戰機攔截，但被甩掉，可見米格-25的戰鬥力之強。不久後，在燃料即將耗盡的情況下，貝倫科降落在函館民用機場。
在貝倫科著陸後，他要求會見日本官員，並直接提出了飛往日本的意向，請求在美國獲得政治庇護。不久，他被送到東京的海軍基地大樓。中央情報局官員會見了他，並為他辦理了政治避難手續。與此同時，從貝倫科叛逃的蘇軍也迅速行動，要求日軍遣返貝倫科。日本人出於各種目的，安排蘇聯外交官會見貝倫科，蘇聯外交官承諾，只要他同意回去，就絕不處罰。但貝倫科堅決不肯回去，憤怒的外交官威脅他，但最終無濟於事。貝倫科決心去美國。
不久後，貝倫科被帶到美國，中情局的航空技術專家迫不及待地審問了貝倫科，得到了米格飛機的壹些秘密。後來他的利用價值被榨幹後，得到了安家費，先被安排到壹個農場工作。後來，他離開了農場，壹度買下豪宅，過著紙醉金迷的生活，但他很快就揮霍掉了獎金，不得不靠中情局的資助生活。他嗜酒如命。有壹次他酒後駕車，出了車禍。為了讓蘇聯的克格勃放棄追擊，美國人聲稱貝倫科在事故中喪生，但這件事並沒有成功欺騙蘇聯人。
後來，貝倫科越來越思念家鄉和親人，渴望回國，甚至主動提出讓美國人回蘇聯當間諜。在美國人眼裏，他幾乎是個瘋子。後來，在貝倫科的要求下，他開始駕駛商用飛機。據報道，貝倫科仍在美國活著。壹個俄羅斯記者曾經問過壹個熟悉的調查員:？當年克格勃抓不到貝倫科？？特工調皮地笑了笑，說，等待死刑比死刑本身更可怕？貝倫科的叛逃，消滅了參與制造米格-25飛機的近200家工廠和數十萬人的勞動力，給國家造成了巨大損失。多麽可惡的叛徒！