Происхождение. Сын царя Великой Армении Трдата II и неизвестной матери. Хосров был тёзкой своего деда по отцовской линии Хосрова I и парфянских монархов: Хосроя I и Хосроя II. Как указывает Нина Гарсоян, в армянских источниках Хосрова II часто путают с дедом Хосровом I. Очень мало известно о его жизни до того, как он стал царём. В частности, принц Хосров участвовал в военных походах отца против шахиншаха Арташира.
Смерть. Хосров Великий противостоял распространению христианства в Армении, что и стало формальной причиной его убийства, фактически же там скорее всего имела место политика и борьба за власть противоборствующих политических партий, жертвой которой он и стал. Смерть Хосрова все излагают примерно одинаково, основываясь на информации, приведённой, в том числе, в сочинении Мовсеса Хоренаци. Убийцей Хосрова называют его родственника (С. Туманов предполагает, что он мог быть братом Хосрова) Анака. Подстрекаемый Шапуром I, Анак под видом перебежчика бежал со своей семьёй к Хосрову, а затем, улучив момент, убил Хосрова и его жену в Вагаршапате. По возвращении Анак и его семья погибли от рук возмущенных армянских аристократов, из всей семьи спасся только малолетний сын Григорий, будущий Григорий Просветитель.
О преемнике Хосрова II тоже нет единого мнения. Имя жены (жён?) Хосрова неизвестно. Детьми Хосрова были царь Трдат III и дочь по имени Хосровидухт.