В ноябре 1958 года он без защиты диссертации, по совокупности работ, получил ученую степень доктора технических наук. В 1959 году стал главным конструктором созданного второго Конструкторского бюро ВНИИЭФ и оставался на этом посту до 1990 года. На КБ-11 возлагалась обязанность разработки и испытаний боевого оснащения для всех стратегических ракет созданного нового рода войск РВСН (Ракетные войска стратегического назначения). В КБ-2 под его руководством разрабатывлись боевые ядерные системы для ракетных систем тактического, оперативно-тактического и оперативного назначения для сухопутных войск, ВМФ, ВВС, войск ПВО и ПРО.
В 1961 году Кочарянцу присуждена Ленинская премия, а в 1962 году присвоено звание профессора. В 1966–1973 годах он – научный руководитель Горьковского филиала по конструированию и усовершенствованию радиотехнических приборов (радиодатчиков) (НИИИС), одновременно работая во ВНИИЭФ.
Указом Президиума Верховного Совета СССР («закрытым») от 7 марта 1962 года за исключительные заслуги перед государством при выполнении специального задания Правительства Кочарянцу Самвелу Григорьевичу присвоено звание Героя Социалистического Труда с вручением ордена Ленина и золотой медали «Серп и Молот».
В 1970-е годы его КБ разрабатывало реактивно-скоростные боевые блоки. За выдающиеся заслуги в деле укрепления обороноспособности Советского государства и в связи с семидесятипятилетием со дня рождения Указом Президиума Верховного Совета СССР («закрытым») от 6 января 1984 года Кочарянц Самвел Григорьевич награжден орденом Ленина и второй золотой медалью «Серп и Молот».
С. Г.Кочарянц подготовил более 40 кандидатов и 10 докторов наук. Он обладатель 11 авторских свидетельств на изобретения. Участвовал в разработке и выпуске книг по истории развития во ВНИИЭФ проектирования и отработки ядерных боеприпасов (под его редакцией выпущено 23 тома), трехтомник «Руководство по проектированию ядерных боеприпасов» для молодых инженеров и специалистов.
На протяжении всей научной деятельности его имя было строжайшим образом засекречено, а первое упоминание в открытой печати было некрологом.
Жил он в городе Саров Нижегородской области. Скончался 4 августа 1993 года.
Имел звание генерал-лейтенанта. Награжден 6 орденами Ленина (1953, 1954, 1956, 1962, 1979, 1984), орденом Октябрьской Революции (1971), медалями.
На его родине, в городе Гавар, на центральной площади 3 октября 1987 года открыт бронзовый бюст С. Г. Кочарянца.
