Самвел Григорьевич Кочарянц родился в городе Новый Баязет, был шестым ребёнком в семье. Учёбу начинал в Ереванском государственном университете, но по доносу был исключён и вынужден был в 1930 году уехать в Москву. 3 года работал на заводе № 24, а в 1933 году поступил, и в 1937 окончил Московский энергетический институт. Там же прошёл аспирантуру, одновременно читая лекции на кафедре теоретической электротехники. 24 июня 1941 года получил степень кандидата наук, преподавал в МЭИ.
В 1945 году работал в Германии, выполняя спецзадание по немецкому ядерному проекту. В сентябре 1947 года начал работать в секретном КБ-11 (Арзамас-16) начальником научно-конструкторского сектора систем автоматики, затем начальником отдела. За разработку систем инициирования заряда из взрывчатых веществ и конструкции систем автоматического зажигания для первой советской атомной бомбы Кочарянцу в 1949 году была присуждена Сталинская премия и вручён орден Ленина, а в 1951 году он вновь награжден Сталинской премией. В 1952 году, в результате реорганизации КБ-11, в самостоятельную структуру было выделено отделение автоматики, которое возглавил Кочарянц.
В августе 1953 года, после успешных испытаний первой советской водородной бомбы, Кочарянц, вместе с тремя другими членами группы стал лауреатом Сталинской премии I степени и был награждён вторым орденом Ленина. В ноябре 1958 года Кочарянц получил степень доктора технических наук без защиты диссертации. В 1959 году создано второе КБ ВНИИЭФ и Кочарянц назначен в нём главным конструктором. В 1961 году Самвелу Григорьевичу присуждена Ленинская премия, а в 1962 году присвоено звание профессора. Кочарянц создал свою школу, расширил функции руководимого им КБ, в котором открыл отделы аэробаллистики, механики и микромеханики, оптики и оптиковолокна, создал на базе КБ-2 новое КБ-3.
За разработку боевых частей баллистических ракет в 1962 году Кочарянцу присвоено звание Героя Социалистического Труда. В течение семи лет, начиная с 1966 года, Кочарянц, помимо работы во ВНИИЭФ, одновременно был научным руководителем Горьковского филиала по конструированию и усовершенствованию радиотехнических приборов (радиодатчиков) (НИИИС). В 1969 году присвоено звание «Заслуженный деятель науки РСФСР», а в 1977 году Самвелу Григорьевичу в четвёртый раз присуждена Государственная премия.
За разработку реактивно-скоростных боевых блоков МБР в 1984 году Кочарянцу во второй раз присвоено звание Героя Социалистического Труда.
Скончался Самвел Григорьевич Кочарянц в г.Саров 4 августа 1993 года, похоронен в г.Сарове .
Всего Кочарянц Самвел Григорьевич награжден шестью орденами Ленина (1949, 1954, 1956, 1962, 1979, 1984) и орденом Октябрьской Революции в 1971 году.