Natif d'Arménie, Serge Avédikian suit les cours d'art dramatique des Conservatoires de Meudon et Paris. Il crée la compagnie Le Théâtre de la fenêtre et monte plusieurs spectacles. Il fait ses premiers pas au cinéma dans Nous étions un seul homme de Philippe Valois et Le Pull-over rouge de Michel Drach dans lequel il tient le rôle de Christian Ranucci. Très présent à la télévision, il apparaît dans Toutes griffes dehors de Michel Boisrond, L'Été de tous les chagrins de Serge Moati et les séries La Crim, Quai N°1 et Louis Page ou les fictions Les Mauvais Jours de Pascale Bailly, Allemagne 1918 de Bernd Fischerauer et Entre vents et marées de Josée Dayan.
Sur grand écran, il défend des projets singuliers et engagés à l'instar d'Haltéroflic de Philippe Valois, La Diagonale du fou de Richard Dembo, L'Aube de Miklós Jancsó et L'Orchestre rouge de Jacques Rouffio. Il joue par ailleurs aux côtés d'Élodie Bouchez et Benoît Magimel dans Le Cahier volé de Christine Lipinska et auprès de Kristin Scott Thomas et Melvil Poupaud dans Souvenir de Michael Shamberg. Il est également remarqué dans Disparus de Gilles Bourdos, Labirintos de Mikael Dovlatyan, Vive la mariée...et la libération du Kurdistan d'Hiner Saleem et Paris, mon petit corps est bien las de ce grand monde de Franssou Prenant. Figure majeure de la mémoire arménienne, il participe à plusieurs films sur son pays natal : Mayrig d'Henri Verneuil, Aram de Robert Kechichian ou encore Le Voyage en Arménie, L'Armée du crime et Une histoire de fou de Robert Guédiguian. Au générique de la comédie dramatique Viva Laldjérie de Nadir Moknèche et du thriller Agents secrets de Frédéric Schoendoerffer, il tient le rôle du père d'Irane dans Poulet aux prunes de Marjanne Satrapi et Vincent Paronnaud.
En parallèle au cinéma, il continue son activité au théâtre où il joue Botho Strauss, Jean Genêt, Marivaux, Paul Claudel, Dan Franck, Camilo José Cela, Charles-Ferdinand Ramuz, Tennessee Williams, Pierre Corneille et William Shakespeare. Serge Avédikian est également scénariste et réalisateur. On lui doit les documentaires On était déjà jeune, Histoire de chiens et Nous avons bu la même eau dans lequel il retourne au village de son grand père et mêle passé, présent et avenir. Auteur de nombreux courts métrages, il signe des fictions comme Mission accomplie et M'sieurs-dames, des essais poétiques tels que Terra emota et Lux aeterna et des films d'animation parmi lesquels Ligne de vie, Un beau matin et Chienne d'histoire qui lui vaut la Palme d'Or du Court Métrage au 63ème Festival de Cannes. Après avoir mis en scène un opéra arménien Anouch d'Armen Tigranian dont il a aussi adapté le livret, il réalise son premier long métrage de fiction, Le Scandale Paradjanov dont il interprète le rôle-titre.
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