Гайк Бадалович Овакимян родился 11 августа 1898 года в Нахичевани.
В 1922 году поступил в МВТУ имени Н.Э.Баумана. В период учебы выезжал на стажировку в Италию и Германию. После защиты диплома работал на производстве.
В 1930-1931 годах учился в аспирантуре Химико-технологического института имени Д.И. Менделеева, защитил кандидатскую диссертацию. Владел немецким, английским, и итальянскими языками.
В 1931 году принят на работу во внешнюю разведку и направлен в служебную командировку в Германию. Привлек к сотрудничеству с внешней разведкой четырех источников, от которых поступала ценная научно-техническая информация. Среди них — один из активных участников антифашистской подпольной группы "Красная капелла".
В 1933 году было принято решение направить разведчика в Нью-Йорк для организации работы "легальной" резидентуры по линии научно-технической разведки. В США находился под прикрытием аспиранта Нью-йоркского химического института, а затем — инженера Амторга. Защитил докторскую диссертацию. По линии внешней разведки являлся заместителем резидента.
В 1938 году возглавил нью-йоркскую резидентуру. Лично добился значительных вербовочных результатов. В 1939-1940 принимал участие в подготовке покушения на Л.Д.Троцкого.
5 мая 1941 года был арестован ФБР и заключен в тюрьму. Лишь после нападения Германии на Советский Союз разведчику по личному указанию президента Рузвельта было разрешено выехать на родину.
Возвратившись в Москву, возглавил один из отделов в центральном аппарате разведки. В 1943 году назначен первым заместителем начальника внешней разведки, курировал вопросы, связанные с атомной тематикой. Ему принадлежит важная роль в организации получения атомных секретов США и Великобритании и создании ядерного оружия в СССР.
В 1943 году назначен офицером связи с разведкой США, выступал под именем полковника Осипова.
В 1947 году при реорганизации разведки, связанной с созданием Комитета информации при СМ СССР, Овакимяну долгое время не могли подобрать соответствующую должность. Он подал рапорт об отставке, который был принят. До конца дней возглавлял один из научно-исследовательских институтов Министерства химической промышленности.
Скончался в 1967 году.