Ծնվել է Երևանում: 2000-ին Սիբելիուսի անվան VIII միջազգային մրցույթում շահել է Առաջին մրցանակը՝ դառնալով այդ մրցույթի պատմության մեջ ամենաերիտասարդ հաղթողը: 2005-ին արժանացել է Թագուհի Էղիսաբեթի անվան միջազգային մրցույթի (Բրյուսել) 1-ին մրցանակը:
Վերջին համերգաշրջաններում Սերգեյը ելույթներ է ունեցել մի շարք անվանի նվագախմբերի հետ. Sudwestrundfunk Symphonieorchester, Bamberger Symphoniker, Munchner Philharmoniker, Swedish Radio Symphony Orchestra, Մարիինյան թատրոնի նվագախումբ, Orchestre de Paris և այլ նվագախմբեր (դիրիժորներ՝ Քրիստոֆ Էշենբախ, Հերբերթ Բլոմշտեդտ, Ջոնաթան Նոթ, Վալերի Գերգիև, Ջեյմս Գաֆիգան, Յուրայ Վալչուա, Անդրիս Նելսոնս, Ջանանդրեա Նոզեդա): Համագործակցել է նաև Berliner Philharmoniker, Royal Concertgebouw Orchestra, Radio Filharmonisch Orkest, Rotterdam Philharmonic, Orchestre National de Belgique, London Symphony, London Philharmonic, Philharmonia Orchestra, NHK Symphony և Melbourne Symphony նվագախմբերի հետ:
ԱՄՆ-ում վերջերս կայացել են Սերգեյի ելույթները Seattle Symphony (դիրիժոր՝ Լյուդովիկ Մորլո), Cleveland Orchestra (դիրիժոր՝ Յակոբ Հրուշա), Վաշինգտոնի National Symphony Orchestra (Վասիլի Պետրենկո), New York Philharmonic, Boston Symphony, Philadelphia Orchestra, և San Francisco Symphony նվագախմբերի հետ: ԱՄՆ-ում հանդես է եկել նաև Ravinia, Aspen, Blossom և Mostly Mozart հեղինակավոր փառատոներին:
2021/22 համերգաշրջանում տեղի են ունեցել Սերգեյ Խաչատրյանի միջազգային հյուրախաղային ելույթները Orchestre National de France (Քրիստիան Մաչելարու), Orchestre National de Lille (Հարթմութ Հենխեն), Prague Radio Symphony Orchestra (Ալեքսանդր Լիբրայխ), Sofia Philharmonic (Քերի-Լինն Ուիլսոն), Orchestre Nationale de Belgique (Հյու Վոլֆ), Deutsches Symphonie-Orchester Berlin (Անդրիս Պոգա) և այլ նվագախմբերի հետ Սերգեյ և Լուսինե Խաչատրյան մշտական դուետը ելույթներ է ունեցել Դորտմունդի Konzerthaus, Լոնդոնի Wigmore Hall, Փարիզի Theatre des Champs-Elysees և Cite de la Musique, Ամստերդամի Concertgebouw, Բրյուսելի Palais des Beaux Arts, Ժնևի Victoria Hall, Լինցի Brucknerhaus, Մադրիդի Auditori Nacional, Լյուքսեմբուրգի Philharmonie, Նյու Յորքի Carnegie Hall և Alice Tully Hall և Սան Ֆրանցիսկոյի Herbst Theater և այլ մշակութային կենտրոնների համերգասրահներում: 2021-ի նոյեմբերին Սերգեյը և Լուսինեն համերգային շրջագայության են ձեռնարկել Իատլիայում՝ Հռոմում, Բոլոնիայում և Ֆլորենցիայում կատարելով Դեբյուսիի, Շուբերտի և Ռեսպիգիի սոնատները:
Հայոց ցեղասպանության 100-ամյակի կապակցությամբ Naive Classique ֆիրմայում լույս տեսած Սերգեյի և Լուսինեի կատարմամբ թողարկված CD-ն արժանացել է Echo Klassik մրցանակին (20/21 դդ. Կամերային երաժշտություն անվանակարգում): Ձայնագրությունների շարքում են նաև Բրամսի Ջութակի և դաշնամուրի սոնատները, Սիբելիուսի և Խաչատրյանի Ջութակի կոնցերտները Sinfonia Varsovia նվագախմբի հետ (դիրիժոր՝ Էմանուել Կրիվին), Շոստակովիչի Ջութակի կոնցերտները Orchestre National de France նվագախմբի հետ (դիրիժոր՝ Կուրտ Մազուր), Շոստակովիչի և Ֆրանկի Ջութակի և դաշնամուրի սոնատները և Բախի Ջութակի մենանվագ սոնատները և պարտիտները:
2024-ին հայտնի Naïve ձայնագրման ֆիրման թողարկել է Իզայիի
Վեց մենանվագ սոնատների ձայնագրությունը՝ Սերգեյ
Խաչատրյանի կատարմամբ:
Համավարակին նախորդող համերգաշրջաններում Սերգեյ Խաչատրյանը, որպես Resident Artist հանդես է եկել Բրյուսելի BOZAR փառատոնում մենահամերգներով և Orchestre National de Belgique նվագախմբի հետ ելույթով (դիրիժոր՝ Հուգո Վոլֆ):
Սերգեյը՝ Ալիսա Վայլերշտայնի և Ինոն Բարնատոնի հետ ձեռնարկել է Transfigured Nights («Վերափոխված գիշերներ») ծրագիրը՝ Բեթհովենի, Շյոնբերգի և Շոստակովիչի ստեղծագործությունների ընդգրկումով՝ ԱՄՆ-ի և Եվրոպայի հյուրախաղերում:
2017/18 համերգաշրջանում կայացել է Սերգեյ Խաչատրյանի դեբյուտը Aspen Festival-ում (Կոլորադո), Համբուրգի Elbphilharmonie-ում՝ Hamburger Symphoniker-ի հետ և Salzburger Festspiele-ում՝ Բեթհովենի Ջութակի կոնցերտով:
Կրկին հրավիրվել է հանդես գալու Finnish Radio Symphony Orchestra, Orchestra dell’Accademia di Santa Cecilia, Ռոդերդամի և Royal Flemish Philharmonic նվագախմբերի, Սանկտ Պետերբուրգի ֆիլհարմոնիկի և Cleveland Orchestra-ի հետ:
Տեղի են ունեցել Սերգեյի հյուրախաղերը Ճապոնիայում՝ Nippon Foundation-ի հովանավորությամբ: 2014/15-ին որպես Credit Suisse Young Artist Award-ի մրցանակակիր Խաչատրյանը հանդես է եկել Բեթհովենի Ջութակի կոնցերտով Լյուցերնի փառատոնում՝ Vienna Philharmonic-ի հետ (դիրիժոր՝ Գուստավո Դուդամել):
Սերգեյը նվագում է Իզայիի Գվարների ջութակով (1740), որը նրան տրամադրել է Nippon Music Foundation-ը: