Красные дьяволы, которые уже прошли квалификацию, были забиты на три гола в перерыве благодаря удвоению Идена Хазарда и удару его брата Торгана.
Затем Ромелу Лукаку прибавил четвертую, прежде чем Георги Джикия получил позднее утешение для хозяев.
Во вторник Бельгия сыграет свой финальный отборочный тур I группы дома на Кипре.
Россия, которая также уже забронировала свое место в финале, была поражена в первой половине после блестящего атакующего показа со стороны Роберто Мартинеса.
В середине первого тайма гости вышли вперед, когда Торган Хазард взял пас своего брата, пробил внутрь и выстрелил в верхний угол.
Нападающий Реал Мадрида Иден Азар тогда выстрелил в дом с нокдауном Лукаку, чтобы удвоить свое преимущество перед тем, как сделать счет дома, сделав его 3-0 на 40 минуте.
Россия действительно улучшилась после перерыва, но их шаткий задний ход не смог остановить Лукаку, забившего свой 52-й международный гол, когда он проезжал внутрипромысловую зону и выстрелил мимо Гильерме Маринато с оставшимися 18 минутами.
Тем не менее, было что отпраздновать для домашней публики, когда Джикия поздно отскочил.
Россия закроет свою квалификационную кампанию к 2020 году в Сан-Марино во вторник (19:45 по Гринвичу).