Figlio di un fuoriuscito senese, era noto in Italia come valente ingegnere prima che entrasse al servizio di Francia. Nel 1540 iniziava i lavori d'afforzamento dell'Havre, che gli aveva affidati Francesco I. Delle fortificazioni dell'Havre, le quali costituiscono la pagina più importante di quanto si può ricordare dell'opera ingegneresca del Bellarmati al servizio di Francia, si rinvengono larghi cenni nei dispacci indirizzati ad Ercole II di Modena dai suoi ambasciatori alla Corte di Francia.

I lavori del Bellarmati compresero anche l'impianto della città. Creò di getto, con ardite linee, città e fortificazioni, ed alle esigenze di queste coordinò il piano edilizio. Può di fatto ritenersi come il fondatore della città. Nell'anno 1544, venne d'urgenza inviato a Parigi, per munirla, in fretta, contro gli Imperiali che avanzavano dall'Est, dopo la resa di Saint-Dizier. Sempre nel 1544, eseguiva lavori nel forte di Santa Caterina a Rouen.

La fama acquistata dal Bellarmati in Francia, consigliò gli Estensi ( nel 1546) a richiedere il suo parere sulle fortificazioni di Modena, allora in progetto.

Morì in Francia nel 1555.