გაიანე ხაჩატურიანი დაიბადა 1942 წლის 9 მაისს თბილისში. ხატვა ადრეული ასაკიდან დაიწყო, თუმცა მხატვრობით განსაკუთრებულად 12 წლის ასაკში დაინტერესდა. ჯანმრთელობის პრობლემების გამო სახლში ხანგრძლივად ყოფნისას მან საკუთარ შინაგან სამყაროში ჩაღრმავება და მისი ხატვის გზით გამოხატვა დაიწყო.

სკოლაში სწავლის პარალელურად, გაიანე ფერწერის გაკვეთილებს მოსე თოიძის სამხატვრო სკოლაში ესწრებოდა, სადაც მისი პედაგოგი გუგული ქურდიანი იყო. სკოლის დამთავრების შემდეგ თბილისის სახელმწიფო სამხატვრო აკადემიაში მოსამზადებელი კურსი გაიარა, თუმცა მხატვარ ალექსანდრე ბაჟბეუქ-მელიქოვის რჩევით, აკადემიაში სწავლის გაგრძელებაზე უარი თქვა, რათა საკუთარი, დამოუკიდებელი მხატვრული ხედვა შეენარჩუნებინა. შესაბამისად, პროფესიული სამხატვრო განათლება აღარ მიუღია. წლების განმავლობაში საკუთარ ნამუშევრებს ელენე ახვლედიანს უჩვენებდა და მისგან რჩევებს იღებდა.

ელენე ახვლედიანმა გაიანე ხაჩატურიანი სერგო ფარაჯანოვს გააცნო. მათი ნაცნობობა ხანგრძლივ მეგობრობაში გადაიზარდა. ფარაჯანოვი აფასებდა მხატვრის ნიჭს და ხელს უწყობდა მისი შემოქმედების პოპულარიზაციას. მათ ურთიერთობას განსაკუთრებული ეპიზოდი უკავშირდება: სიცოცხლის მიწურულს რეჟისორმა გაიანეს „მტირალი ჯოკონდა“ აჩუქა, „ჯოკონდას“ სერიიდან ერთ-ერთი ნამუშევარი. მხატვარმა კოლაჟის საკუთარ სახლში დატოვებაზე უარი თქვა, რადგან მისთვის უმთავრესი შინაგანი თავისუფლება იყო.

ხაჩატურიანის შემოქმედებას აფასებდნენ სხვადასხვა სფეროს ცნობილი წარმომადგენლები, მათ შორის, ვლადიმერ სპივაკოვი, მარტიროს სარიანი და ანდრეი ტარკოვსკი. მხატვართან მეგობრობდნენ აგრეთვე გია ყანჩელი, ირინა უვაროვა, იური დანიელი და ბელა ახმადულინა. თავად ხაჩატურიანი განსაკუთრებულად აღნიშნავდა ალექსანდრე ბაჟბეუქ-მელიქოვის გავლენას მის შემოქმედებაზე.

1971 წელს ერევანში დაგეგმილი მისი პერსონალური გამოფენა, რომელზეც 40 ნამუშევარი უნდა ყოფილიყო წარმოდგენილი, თავდაპირველად აიკრძალა. მოგვიანებით გამოფენა ფიზიკის ინსტიტუტში მაინც გაიმართა. სიცოცხლის განმავლობაში ხაჩატურიანს მონაწილეობა მიუღია არაერთ ჯგუფურ გამოფენაში და პერსონალური გამოფენებიც ჰქონია თბილისში, ერევანსა და მოსკოვში. მისი გარდაცვალების შემდეგ ნამუშევრები წარმოდგენილი იყო ვენეციის 53-ე საერთაშორისო ბიენალეზე.

ხატვის გარდა, გაიანე ხაჩატურიანი ადრეული ასაკიდან რუსულ ენაზე წერდა ლექსებს. მისი ჩანაწერები რიტმული პროზის ნიმუშებად არის შეფასებული და მხატვრის შემოქმედებითი სამყაროს გააზრების მნიშვნელოვან გასაღებად მიიჩნევა.

გაიანე ხაჩატურიანი 2009 წლის 1 მაისს, მძიმე და ხანგრძლივი ავადმყოფობის შემდეგ, გარდაიცვალა.