Ο Aνδρέας Παπανδρέου γεννήθηκε στις 5 Φεβρουαρίου στη Xίο, όπου υπηρετούσε ο πατέρας του Γεώργιος, ως Γενικός Διοικητής Aιγαίου της κυβέρνησης του Eλευθερίου Bενιζέλου. Mητέρα του ήταν η Σοφία Mινέικο, μια δραστήρια γυναίκα, με προοδευτικές ιδέες, πολωνικής καταγωγής, από την πλευρά του πατέρα της. Μεγάλωσε στην Αθήνα και φοίτησε στο Κολλέγιο Αθηνών.
Το 1937 εισήλθε στη Νομική Σχολή του Πανεπιστημίου Αθηνών, αλλά το 1939 μετά τη σύλληψή του από το καθεστώς Μεταξά, αναχώρησε για τις Η.Π.Α., όπου συνέχισε τις σπουδές του. Υπηρέτησε εθελοντής σε σημαντική θέση στο Πολεμικό Ναυτικό των ΗΠΑ, ως εξεταστής μοντέλων για τον κατάλληλο χρόνο επισκευής πολεμικών πλοίων. Το 1943 έλαβε το διδακτορικό του δίπλωμα στα Οικονομικά και τη Φιλοσοφία από το Πανεπιστήμιο Χάρβαρντ, όπου και διορίστηκε ως αναπληρωτής καθηγητής (associate professor).
Το 1944, ο μόλις 25 ετών Ανδρέας Παπανδρέου είναι ένα από τα πέντε μέλη της ελληνικής αντιπροσωπείας στη διάσκεψη του Bretton Woods – που σχεδίασε ολόκληρη την αρχιτεκτονική της παγκόσμιας οικονομίας ως τις πετρελαϊκές κρίσεις του ’70. Tο 1947 διορίστηκε επίκουρος και στη συνέχεια τακτικός καθηγητής του Πανεπιστημίου της Μινεσότα και του Πανεπιστημίου Μπέρκλεϊ (Berkeley) της Καλιφόρνια, όπου και διετέλεσε πρόεδρος του Τμήματος Οικονομικής Επιστήμης από το 1956 ως το 1959. Την ακαδημαϊκή του σταδιοδρομία συνέχισε στα χρόνια της δικτατορίας, οπότε εργάστηκε ως καθηγητής οικονομικών στο πανεπιστήμιο της Στοκχόλμης (1968-69) και του Γιορκ (1969-1974), όπου διετέλεσε και διευθυντής μεταπτυχιακών σπουδών.
Παντρεύτηκε διαδοχικά με τη Χριστίνα Ρασιά, μια ελληνοαμερικανίδα ψυχίατρο, τη Μαργαρίτα Τσαντ (τον Γιώργο, την Σοφία, τον Νίκο και τον Αντρίκο) και τη Δήμητρα Λιάνη. Εκτός γάμου γεννήθηκε το 1969 η κόρη του Αιμιλία Νίμπλουμ.
Ο Ανδρέας Παπανδρέου πέθανε στις 23 Ιούνιου 1996 μετά από οξύ ισχαιμικό επεισόδιο στο σπίτι του στην Εκάλη. Κηδεύτηκε τρεις ημέρες αργότερα στο Α’ Νεκροταφείο Αθηνών με τιμές αρχηγού κράτους. Ο θάνατός του προκάλεσε κύμα συγκίνησης σε όλη τη χώρα, και πλήθη κόσμου, που κυμαίνονταν από «εκατοντάδες χιλιάδες» έως «εκατομμύρια» παρευρέθησαν στη κηδεία του. Ύστατο φόρο τιμής στον Ανδρέα Παπανδρέου απέτισαν ηγέτες και προσωπικότητες από όλο τον κόσμο.