Chelsea was al een tijdje op zoek naar een rechtsback. Eerst keus Daniel Alves moest echter veertig miljoen euro kosten en dat was The Blues te gortig. Daarom koos de club voor een goedkopere optie.
Belletti speelde in totaal drie seizoenen bij Barça. De eerste twee jaar was hij basisspeler. Aan het einde van dat tweede jaar maakte hij de winnende goal in de Champions League-finale tegen Arsenal (2-1). Het afgelopen seizoen moest hij zijn plaats afstaan aan Gianluca Zambrotta.