Karine Babajanyan kitüntetéses diplomát szerzett a Jereváni Konzervatórium ének szakán, majd tanulmányait Rómában folytatta Mirella Parutto, illetve Stuttgartban Dunja Vejzovic irányításával. Az örmény szoprán a Jereváni Nemzeti Színházban kezdte pályáját. Első németországi fellépései (Berlin, Essen, Hannover, Koblenz és Bielefeld) után 2003-2011 között a stuttgarti Staatsoper szólistája lett. Ez idő alatt olyan különböző szerepekben lépett fel, mint a grófnő (Figaro házassága), Fiordiligi (Cosi fan tutte), Elettra (Idomeneo), Donna Elvira (Don Giovanni), Leonora (A trubadúr), Tattyána (Anyegin), Mimì (Bohémélet), Cso-Cso Szán (Pillangókisasszony), illetve a Tosca és Norma címszerepei. A szoprán kivételesen gazdag repertoárjának köszönhetően többek között olyan színpadokra juthatott el, mint a berlini Staatsoper (Così fan tutte), a hamburgi Staatsoper (Pillangókisasszony, Ariadné Naxosban), a frankfurti Opera (Pillangókisasszony), a drezdai Semperoper (Bohémélet), a zürichi Opera (A zsidó nő), a tokiói Új Nemzeti Színház (Pillangókisasszony), a pekingi Opera (Az álarcosbál), a Tel Aviv-i Új Izraeli Opera (A zsidó nő, Jenufa), a Bregenzi Fesztivál (Tosca, Aida), a Grand Théâtre de Genève (Pillangókisasszony), a Finn Nemzeti Opera (Così fan tutte), a koppenhágai Királyi Opera (Così fan tutte), a mexikói Ópera de Bellas Artes (Anyegin), az antwerpeni Flamand Opera (Pillangókisasszony, Don Carlos, Don Giovanni), Varsó (Don Carlos), továbbá a bázeli (Anyegin, Norma) és berni Opera (Mazeppa). A 2015/2016-os évadban jelentős sikert aratott a müncheni Bajor Állami Operaházban mint Heléna a Mefistofele új bemutatójában Joseph Calleja és René Pape oldalán. Fellépett továbbá a Müpa Budapest színpadán dalestjével, illetve a Magyar Állami Operaházban a Pillangókisasszonyban. A 2016/2017-es évadban visszatér a budapesti Operaházba Mimi (Bohémélet) szerepében. Olyan karmesterekkel dolgozott együtt, mint pl. Daniel Oren, Carlo Rizzi, Muhai Tang, Stefan Soltész, Helmuth Rilling vagy Piergiorgio Morandi, továbbá olyan rendezőkkel, mint Peter Konwitschny, Graham Vick vagy Jossi Wieler. Az EMI jelentette meg Puccini-áriákat és -duetteket (Giuseppe Giacomini tenorral közösen) tartalmazó CD-jét.
