Geboren in Eriwan, Armenien, gewann Sergey Khachatryan im Jahr 2000 den Ersten Preis beim VIII. Internationalen Jean-Sibelius-Wettbewerb in Helsinki und war damit der jüngste Gewinner in der Geschichte des Wettbewerbs.  Im Jahr 2005 errang er den ersten Preis beim Königin-Elisabeth-Wettbewerb in Brüssel. In den letzten Spielzeiten trat Sergey mit dem Symphonieorchester des Südwestrundfunks (Christoph Eschenbach), den Bamberger Symphonikern (Herbert Blomstedt und Jonathan Nott), den Münchner Philharmonikern (James Gaffigan), dem Orchestre National de France (Santtu-Matias Rouvali), dem Mariinsky Orchestra (Valery Gergiev) und dem Netherlands Radio Philharmonic (Cristian Macelaru) auf.  Ausserdem arbeitete er mit den Berliner Philharmonikern, dem Royal Concertgebouw Orchestra, den Rotterdamer Philharmonikern, dem Orchestre de Paris, dem London Symphony, dem London Philharmonic, dem RAI Torino, dem NHK und dem Melbourne Symphony Orchestra zusammen. Sergeys jüngste Auftritte in den USA umfassen Auftritte mit dem Seattle Symphony und Los Angeles Philharmonic unter der Leitung von Ludovic Morlot sowie mit dem National Symphony Orchestra Washington unter der Leitung von Vasily Petrenko.  Ausserdem war er zu Gast beim New York Philharmonic, Boston Symphony, Philadelphia Orchestra, Cleveland Orchestra und San Francisco Symphony sowie bei den Festivals Ravinia, Blossom und Mostly Mozart.