Файловый поток, блокировка и сериализация

Я получаю остатки предыдущих данных

Я предполагаю, что вы открываете файл с доступом для чтения/записи и что вы держите его открытым между десериализацией и сериализацией? Вам необходимо:

• Откройте файл только для чтения, десериализируйте свои данные и закройте файл
• Откройте файл только для записи (без добавления в него), выполните сериализацию своих данных и закройте файл

UPDATE:

Как заблокировать файл между этими двумя отдельными операциями?

Хорошая точка... в этом случае вы можете попытаться обрезать поток, пока он открыт, используя SetLength:

using(FileStream fs = new FileStream(path, FileMode.Open, FileAccess.ReadWrite))
{
    data = Deserialize(fs);
    DoSomething(data);

    // Truncate the file :
    fs.SetLength(0)
    fs.Position = 0;

    Serialize(fs, data);
}

(не проверено)