В его правление Армянская ССР переживала один из самых бурных периодов своего развития, были построены множество школ и больниц, жилых кварталов, но в это время уже СССР погружался в системную и тотальную коррупцию и кумовство. Но все же во времена правления Демирчяна социальный статус граждан Армянская ССР значительно поднялся. Во время правления Карена Серобовича были построены жилые дома, крупные строительные объекты Армянская ССР: Спортивно-концертный комплекс, стадион «Раздан», продолжалось и закончилось строительство Ереванского метрополитена, строительство которого начиналось во времена правления Антона Кочиняна. Народ назвал его «Карен Строитель».
В 1998 г. создал и возглавил Народную партию Армении, которая в составе избирательного блока «Единство» победила на парламентских выборах в июне 1999 г. В июне 1999 года был избран председателем Национального собрания Армении.
1949—1954 — Ереванский политехнический институт. Инженер-механик.
1954—1955 — инженер-конструктор в Ленинградском научно-исследовательском институте.
1955—1966 — работал на Ереванском электротехническом заводе от мастера до директора.
С 1966 — секретарь, затем первый секретарь Ереванского горкома КП Армении.
1972—1974 — секретарь, а в 1974—1988 — первый секретарь ЦК КП Армении.
1988—1991 — Высшая партийная школа при ЦК КПСС. Был депутатом Верховного совета Армянская ССР, был членом ЦК КПСС.
В 1988 году, когда началось «Карабахское движение» в Армении, ЦК КПСС решил освободить Карена Демирчяна от должности, ссылаясь на «плохое здоровье».
После независимости Армянская республики Демирчян с 1991—1999 гг. был генеральным директором и председателем совета ЗАО «Армэлектромашин» - одного из крупнейших заводов Армении.
1998 — был кандидатом в президенты Армении.
С апреля 1999 — председатель блока «Единство».
30 мая 1999 — избран депутатом парламента, а с 10 июня 1999 — спикер парламента Армении. Председатель-учредитель Народной партии.
27 октября 1999 года во время террористического акта в здании парламента Армении были убиты Карен Демирчян (председатель парламента Армении) и Вазген Саркисян (премьер-министр Армении).
Похоронен в пантеоне парка им. Комитаса.
Награждён орденом Трудового Красного Знамени (1966, 1971) и Октябрьской Революции (1976).
27 декабря 1999 — указом президента Армении за выдающиеся заслуги перед родиной посмертно удостоен высшего звания «Национальный Герой Армении».