Babayan lahir di Baku, Uni Soviet untuk keluarga Armenia. Dia lulus dari Moskow Institut Fisika dan Teknologi pada tahun 1957. Ia menyelesaikan gelar Ph.D. pada tahun 1964 dan gelar doktor ilmu pada tahun 1971.
Dari tahun 1956 sampai 1996, Babayan bekerja di Lebedev Institut Presisi Mekanika dan Teknik Komputer, di mana ia akhirnya menjadi Kepala divisi perangkat keras dan perangkat lunak. Babayan dan timnya membangun komputer pertama mereka selama tahun 1950-an. Pada 1970-an, menjadi salah satu dari 15 deputi kepala arsitek VS Burtsev, ia bekerja pada komputer superscalar pertama, Elbrus-1. Menggunakan komputer ini pada tahun 1978, sepuluh tahun sebelum aplikasi komersial muncul di Barat, Uni Soviet mengembangkan sistem rudal dan program nuklir dan ruangnya.
Sebuah tim yang dipimpin oleh Babayan dirancang Elbrus-3 komputer menggunakan arsitektur bernama eksplisit Paralel Instruksi Computing (EPIC).
Dari tahun 1992 sampai 2004, Babayan memegang posisi senior di Moskow Pusat SPARC Teknologi dan Elbrus Internasional. Dalam peran ini ia memimpin pengembangan Elbrus2000 (implementasi chip tunggal dari Elbrus-3) dan Elbrus90micro (SPARC komputer berdasarkan mikroprosesor dalam negeri dikembangkan) proyek.
Sejak Agustus 2004, Babayan adalah Direktur Arsitektur untuk Software dan Solusi Group di Intel Corporation dan penasihat ilmiah dari pusat Intel R & D di Moskow. Dia memimpin upaya di berbagai bidang seperti kompiler, terjemahan biner dan teknologi keamanan. Ia menjadi Eropa kedua memegang Intel Fellow judul (setelah Norwegia, Tryggve Fossum)
Babayan dianugerahi dua penghargaan tertinggi di Uni Soviet: Negara Prize Uni Soviet atas prestasinya pada tahun 1974 di bidang desain dibantu komputer, dan Hadiah Lenin pada tahun 1987 untuk Elbrus-2 superkomputer desain. Sejak 1984, ia telah menjadi anggota sesuai dari USSR Academy of Sciences (kemudian - Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia). Pada tahun 2007, ia menjabat sebagai profesor di Moskow Institut Fisika dan Teknologi dan memegang kursi Microprocessor Technology di Moskow berdasarkan R & D pusat Intel Corporation.