Советский кинорежиссер. Родился в Тбилиси. В 1942-1945 годах учился на вокальном отделении Тбилисской консерватории и на строительном факультете Тбилисского института инженеров железнодорожного транспорта. В 1949 году устроился ассистентом режиссера на Киевскую киностудию им. Довженко, а в 1952 году окончил режиссерский факультет ВГИКа (мастерская И.А. Савченко). В дальнейшем работал также на киностудиях «Арменфильм» и «Грузия-фильм». Дебютировал в кино картиной «Андриеш» (1955 год).
С 1955 по 1961 год был женат, в 1958 году родился сын Сурен.
17 декабря 1973 года Сергей Параджанов был арестован в Киеве по обвинению в мужеложстве с применением насилия (статья 122 Уголовного Кодекса Украинской ССР, части 1, 2). Согласно материалам дела, сам Параджанов не скрывал своей ориентации от окружающих. Однако среди близко знавших Параджанова людей мнения на этот счет расходятся.
Параджанов был приговорен к пяти годам заключения. Содержался в Лукьяновской тюрьме и колонии в Алчевске. Однако благодаря международной кампании протеста (обращения подписали Франсуа Трюффо, Жан-Люк Годар, Федерико Феллини, Лукино Висконти, Роберто Росселлини, Микеланджело Антониони, Андрей Тарковский, Михаил Вартанов и Луи Арагон, который лично обратился к Брежневу) Сергей Параджанов был освобожден 30 декабря 1977 года.
Скончался в Ереване. Причиной смерти стал рак лёгкого. Похоронен в пантеоне парка им. Комитаса.