Уникальная мультикультурная атмосфера этого региона повлияла и на уклад семьи Агавельян: дети с малых лет с равной уверенностью говорили на армянском, русском и азербайджанском, а также целенаправленно изучали европейские языки — французский и немецкий. Заложенная родителями энциклопедическая эрудиция и природная гибкость ума позволили Сергею Агавельяну поступить в один из самых престижных вузов предвоенного СССР — Московский энергетический институт. В октябре 1938 года Сергей Агавельян был призван в ряды РККА, а после армейской службы решил связать дальнейшую судьбу с авиацией.

С июля 1941 по февраль 1942 года Сергей Агавельян служил старшим техником эскадрильи 19-го Запасного авиационного полка в Новосибирске, два месяца был преподавателем по самолётам, с марта 1942 по ноябрь 1943 года — старшим техником эскадрильи 18-го Гвардейского истребительного авиационного полка. А с ноября 1943 по октябрь 1945 года — старшим инженером 1-го отдельного истребительного авиаполка «Сражающейся Франции» «Нормандия», 303-й истребительной авиадивизии, 1-й воздушной армии. Местом базирования 19-го и 20-го запасных авиационных полков был военный аэродром в пригороде Новосибирска, состоявший из двух полос — взлётной и технической.

Годы спустя на этом месте будет создан аэропорт Толмачёво — крупнейшая воздушная гавань Сибири. В военном статусе аэродром служил площадкой обкатки и наладки боевых самолётов, собиравшихся в Новосибирске, а также другой многочисленной техники для боевой авиации, поставлявшейся по ленд-лизу. После отладки и обкатки машины вновь разбирались для эшелонной доставки на фронт. Сообщество техников и лётчиков, проходящих подготовку в Новосибирске, было кадровым ресурсом фронта. Техники, работавшие над доводкой самолётов, призывались со всех уголков страны. Были москвичи, как Сергей Агавельян, были специалисты из Новосибирской области, уроженцы Алтайского края, Кузбасса и других многочисленных регионов СССР.

Конечно, были в этом сообществе и техники-французы, однако большинство составляли советские техники, наши прославленные земляки, воины-сибиряки, оставившие след в истории формирования легендарного авиационного полка «Нормандия — Неман».

С 1945 по 1965 год Сергей Давидович служил в качестве военного представителя на заводах авиационной промышленности КБ Туполева. С октября 1945 по май 1947-го был заместителем старшего военпреда на заводе № 447 НКАП, а с мая 1947 по октябрь 1949 года — заместителем старшего военпреда опытного строительства на заводе № 156 МАП, с октября 1949-го — старшим военпредом того же завода.

В 1949 году Сергею Давидовичу было присвоено воинское звание инженер-подполковника, а в 1954 году — инженер-полковника. С 1965 по 1970 год он работал в НИИ авиационной технологии и организации производства (НИАТ).

С. Д. Агавельян внёс весомый вклад не только в отечественное авиастроение, но и в техническое музееведение, в укрепление советско-французской дружбы и межкультурных связей. В частности, Сергей Давидович был основателем и первым директором музея А. Н. Туполева — экспертом, сформировавшим его базовую экспозиционную концепцию и миссию. Кроме того, при его деятельном участии были основаны школьные музеи «Нормандии — Неман» в Москве, Туле, Орле, Новосибирске и других городах.

Сергей Давидович долгие годы возглавлял Совет советских механиков-ветеранов полка «Нормандия — Неман». Отличное владение французским языком, живая и искренняя дружба с французскими однополчанами и тонкое понимание аспектов французской культуры позволили Сергею Давидовичу придать советско-французскому ветеранскому Совету дух живого, неказённого сообщества, реально укрепляющего эмоциональную связь двух стран, двух культур. Многолетняя личная дружба связывала Сергея Агавельяна не только с Жозефом Риссо, но и со многими другими лётчиками и техниками авиаполка.

Почётный житель г. Парижа, Сергей Давидович Агавельян скончался 14 июля 1995 года в Москве.