Кристина Мхитарян родилась в Новороссийске. Обучалась в школе-театре «Галина Вишневская» (класс Жанны Цупиковой), Государственном музыкальном колледже имени Гнесиных (класс Рузанны Лисициан) и Российской академии музыки имени Гнесиных, которую окончила в 2013 году. В 2012–2015 гг. – артистка Молодежной оперной программы Большого театра под руководством Дмитрия Вдовина. На сцене ГАБТа участвовала в постановках опер «Травиата», «Риголетто» Верди, «Сомнамбула» Беллини, «Царская невеста» Римского-Корсакова, «Дон Паскуале» Доницетти, «История Кая и Герды» Баневича.
Лауреат XII Всероссийского открытого студенческого конкурса вокалистов Bella voce (I премия, 2004), VВсероссийского фестиваля-конкурсе молодых вокалистов имени Н. А. Обуховой в Липецке (II премия, 2012), лауреат международных конкурсов имени Франсиско Виньяса в Барселоне (III премия, 2012), Королевы Сони в Осло (I премия, 2013), «Новые голоса» в Гютерсло (III премия, 2013), Международного музыкального конкурса имени Джованни Баттисты Виотти в Верчелли (I премия, 2014), «Опералия» Пласидо Доминго в Астане (II премия, 2017), дипломант XXIV Международного конкурса вокалистов имени М. И. Глинки (2011), финалистка Международного конкурса имени Ханса Габора «Бельведер» в Вене (2012). Удостоена Российской оперной премии Casta Diva (2023, номинация «Певица года»).
В 2015 году началась международная карьера певицы. С тех пор она регулярно выступает на самых престижных сценах мира, в том числе в Венской государственной опере, Королевском театре Ковент-Гарден в Лондоне, Метрополитен-опере в Нью-Йорке, Баварской государственной опере в Мюнхене, Гамбургской государственной опере, берлинской Дойче Опер, Национальной опере Амстердама, Национальной опере Лотарингии в Нанси, парижской Опера Бастий, Базельском театре, Большом театре в Женеве, Норвежской опере в Осло, Бергенской национальной опере, Королевском театре Дании, Дворце искусств в Валенсии, Королевском театре в Мадриде, Театре Лисеу в Барселоне, Римской опере, Австралийской опере, Королевской опере Маската, Опере Палм-Бич, на Глайндборнском фестивале.
Выступала с Лондонским филармоническим оркестром, Королевским симфоническим оркестром Севильи, Симфоническим оркестром Мюнхенского радио, Филармоническим оркестром Радио Франс. Сотрудничала со многими признанными дирижерами, в числе которых Юрий Башмет, Бертран де Бийи, Пласидо Доминго, Якуб Груша, Ив Абель, Ян Латам-Кёниг, Эвелино Пидо, Константин Орбелян, Леонардо Гарсия Аларкон, Марко Армильято, Фабио Бьонди, Кери-Линн Уилсон, Лоренцо Виотти, Михаил Грановский, Антон Гришанин, Максим Емельянычев, Ренато Палумбо, Дмитрий Синьковский, Доминго Хиндоян, Франческо Иван Чампа, Филипп Чижевский, Фёдор Безносиков, Александр Янкевич и многие другие.
В репертуаре певицы – Виолетта, Джильда («Травиата», «Риголетто» Верди), Лауретта, Мюзетта («Джанни Скикки», «Богема» Пуччини), Джульетта («Капулети и Монтекки» Беллини), Адина («Любовный напиток» Доницетти), Микаэла, Лейла («Кармен», «Искатели жемчуга» Бизе), Эритея, Гипсипила («Гелиогабал», «Ясон» Кавалли), Альцина, Армида («Альцина», «Ринальдо» Генделя), Франческа, Земфира («Франческа да Римини», «Алеко» Рахманинова) и другие партии.
Среди недавних заметных выступлений артистки – Мария Стюарт в одноименной опере Доницетти (Голландская национальная опера) и Татьяна в «Евгении Онегине» Чайковского (Театр Лисеу в Барселоне, Королевский театр в Мадриде, Ковент-Гарден), Мими и Мюзетта в «Богеме» Пуччини (Метрополитен-опера), Манон в одноименной опере Массне (Венская государственная опера, Концертный зал имени Чайковского), Виолетта в «Травиате» Верди (Большой театр России). Летом 2026 года дебютирует на Зальцбургском фестивале в партии Микаэлы («Кармен» Бизе).
Концертный репертуар певицы включает мотет Exsultate, jubilate Моцарта, кантаты GloriaВивальди, Il delirio amoroso Генделя, «Колокола» Рахманинова, Третью симфонию Горецкого. Выступает также с камерными программами (в частности, с программой из русских романсов в лондонском Уигмор-холле). Сольные концерты Кристины Мхитарян прошли на главных сценах Московской филармонии и МЗК «Зарядье».
