La mezzo-soprano Varduhi Abrahamyan naît en Arménie dans une famille de musiciens. Après des études de chant au Conservatoire d’Erevan dans son pays natal, elle poursuit sa formation en France, au Conservatoire de Marseille. 

La chanteuse arménienne fait ses débuts dans deux œuvres de Tchaïkovski : elle chante Olga dans Eugène Onéguine à l'Opéra d'Erevan puis Polina dans La Dame de Pique à Toulouse en 2008. Rapidement remarquée pour son ambitus étendu, elle est engagée dans de nombreux rôles à l'Opéra de Paris : elle est Maddalena dans Rigoletto de Verdi, puis le Page d'Hérodias un an plus tard, dans Salomé de Richard Strauss. En 2011, la mezzo-soprano y interprète Goffredo dans Rinaldo (Haendel) mis en scène par Robert Carsen, rôle qui lui offre ses débuts au Festival de Glyndebourne. En 2012, elle excelle dans sa prise du rôle-titre de Carmen à Toulon, et dans celle de Malcolm dans La Dame du lac au Théâtre de la Vienne, avant de revenir à Haendel en Cornelia dans Jules César à l'Opéra de Paris en 2013. La même année, elle prend le rôle d’Orphée dans Orphée et Eurydice de Gluck à Marseille.

Connue de nombreuses scènes françaises, Varduhi Abrahamyan voit sa renommée internationale prendre son essor dès 2014. Elle fait ses débuts à Zurich en Bradamante dans Alcina. De retour à Paris, elle chante Isabella dans L'Italienne à Alger de Rossini. 2015 marque ses premiers pas à Valence en Adalgisa dans Norma et en Fenena dans Nabucco. Après sa prise de rôle d'Arsace dans Sémiramide de Rossini à Marseille, elle rechante sa Carmen à l'Opéra d'Etat de Hambourg puis prend le fameux rôle-titre féminin de Samson et Dalila à Valence en 2016. Poursuivant ses prises de rôles, elle fait ses débuts à Rome en Ascanio dans Benvenuto Cellini de Berlioz. Elle revient à Valence en Idamante dans Idoménée, roi de Crète avant de faire ses débuts au Festival de Pesaro en Malcolm dans La Dame du lac. La mezzo-soprano chante pour la première fois Outre-Atlantique dans le rôle de Polinesso dans Ariodante à la Compagnie nationale d'opéra du Canada. Elle prend à l’Opéra de Paris le rôle de Miss Quickly dans Falstaff (Verdi) en 2017, puis celui d'Ulrica dans Un Bal masqué en 2018, année où elle débute au TCE avec Alcina et au Liceu avec L’Italienne à Alger. En 2019, elle prend le rôle d'Eboli dans Don Carlo à Las Palmas, celui de Preziosilla dans La Force du destin de retour à l'Opéra de Paris, ainsi que celui d'Orsini dans Lucrèce Borgia à Bergame, et débute à Liège dans Orphée et Eurydice. Elle débute à Munich en 2020 dans le rôle-titre de Carmen. 

En 2020/2021, Varduhi Abrahamyan interprétera Orsini dans Lucrèce Borgia à Sydney en octobre, puis Carmen en décembre à Paris et en février pour ses débuts au Met, où elle prendra dans la foulée le rôle de Fenena dans Nabucco.