Эдмонд Кеосаян родился 9 октября 1936 года в городе Гюмри, Армения. С 1954 по 1956 годы он учился в Московском экономическом институте, а затем с 1956 по 1958 годы — в Ереванском театральном институте. В 1964 году он успешно окончил режиссерский факультет ВГИКа.
Кеосаян начал свою карьеру в режиссуре с короткометражных телефильмов, которые были отмечены на международных кинофестивалях. В 1965 году он экранизировал пьесу Софронова «Стряпуха», которая стала известной благодаря участию в ней таких актеров, как Светлана Светличная и Владимир Высоцкий.
В 1966 году Кеосаян снял вторую в истории советского кино экранизацию повести Бляхина «Красные дьяволята», герои которой стали культовыми персонажами — четверка юных бойцов Первой конной армии Буденного — явились культовыми героями для нескольких поколений кинозрителей. Популярность героев фильма, основанная на уверенной, изобретательной режиссуре, дала возможность продолжить приключения персонажей в двух новых фильмах — «Новые приключения неуловимых», и «Корона Российской Империи».
Картины Эдмонда Кеосаяна и герои являлись характерным продуктом советской массовой культуры. Немаловажно, что популярность приобрели не только положительные персонажи, но и герои отрицательного плана, сыгранные Копеляном, Трещаловым, Джигарханяном, Крамаровым, а также песни на музыку Мокроусова и Френкеля.
В 1970-х годах, работая на «Арменфильме», Кеосаян обратился к национальной тематике. Наиболее известным фильмом того периода являлась психологическая драма «Когда наступает сентябрь», получившая приз МКФ в Каире в 1975 году. В 1982 году, кинорежиссер вновь вернулся работать на «Мосфильм».
Похоронен в Москве Эдмонд Кеосаян, умер 19 апреля 1994 года.
