Родился 28 августа 1899 г. в Воронеже. Его отец - Платон Фирсович Климентов (1870-1952) - работал слесарем в железнодорожных мастерских. Мать - Мария Васильевна Лобочихина (1875-1929) - вела домашнее хозяйство и занималась воспитанием детей.
В детстве будущий писатель учился в церковно-приходской школе. В 1914 г. окончил в Воронеже мужское четырехклассное училище.
В 1914-1917 гг. сменил несколько профессий. Работал конторщиком в губернском отделении страхового общества "Россия" и в управлении службы пути в Обществе Юго-Восточных железных дорог, в воронежских железнодорожных мастерских, был литейщиком на заводе.
С 1918 г. начал работать в воронежских газетах: публиковал свои первые сочинения, писал очерки, статьи, в том числе под псевдонимами Елп. Баклажанов, А. Фирсов и др.
В 1918-1919 гг. учился на историко-филологическом факультете Воронежского университета (не окончил). Осенью 1919 г., когда город находился под контролем войск главнокомандующего Вооруженными силами Юга России Антона Деникина, работал корреспондентом газеты "Известия совета обороны Воронежского укрепленного района".
В 1919 г. вступил в Воронежский коммунистический союз журналистов. Сотрудничал с газетами "Воронежская коммуна" и "Красная деревня": публиковал в них рассказы, стихотворения, статьи. В 1920 г. был избран депутатом на Всероссийский писательский съезд в Москву. В том же году стал кандидатом в члены РКП(б), но спустя год отказался от членства в партии.
В начале 1920-х гг. сменил фамилию на Платонов (образована от имени отца). В 1920 г. от Воронежского союза пролетарских писателей принял участие в работе первого Всероссийского съезда пролетарских писателей, который состоялся в Москве. Спустя год окончил электротехническое отделение Воронежского железнодорожного политехникума. В том же году выпустил первую публицистическую брошюру "Электрификация", а спустя год - поэтический сборник "Голубая глубина", который был положительно оценен Валерием Брюсовым.
В 1922-1926 гг. Андрей Платонов работал инженером в Чрезвычайной комиссии по борьбе с голодом в Воронежской губернии, затем - в Воронежском губернском земельном управлении. Возглавлял отдел гидрофикации губернского управления, руководил работами по электрификации сельского хозяйства. Одновременно выступал в печати со статьями о мелиорации и электрификации, которые расценивал как "бескровную революцию", способную изменить в лучшую сторону жизнь простого народа. Заведовал отделом в ежедневной воронежской "Нашей газете", вел постоянную рубрику "На бой с засухой".
В феврале 1926 г. на I Всероссийском съезде мелиораторов выступил с докладом о положении дел в Центрально-Черноземном районе страны и был избран в ЦК профсоюза "Всеработземлес", где занял должность заместителя ответственного секретаря Центрального бюро землеустроителей. Вместе с семьей переехал в Москву. Однако спустя месяц был снят с должности. Затем был принят инженером-гидротехником в отдел мелиорации и водного хозяйства Народного комиссариата земледелия. Осенью 1926 г. назначен заведующим отделом мелиорации Тамбовской губернии. Перед отъездом в Тамбов Платонов заключил договор с издательством "Молодая гвардия" на книгу избранных произведений.
Широкую известность Андрею Платонову принес сборник повестей и рассказов "Епифанские шлюзы", вышедший в 1927 г. Спустя год был выпущен второй сборник прозы - "Сокровенный человек", в 1929 г. - сборник "Происхождение мастера".
В 1928 г. писатель завершил работу над социально-философским романом "Чевенгур", в котором показал абсурдность идеи коммунистического переустройства жизни. Роман получил отрицательную оценку Максима Горького и был запрещен к печати. Впервые произведение было опубликовано во Франции в 1972 г., в СССР оно вышло в свет в 1988 г.
В 1930 г. Андрей Платонов написал повесть "Котлован", центральной темой которой вновь стала несостоятельность коммунистической утопии. Впервые "Котлован" был напечатан за рубежом в 1969 г., в СССР он вышел в журнале "Новый мир" в 1987 г.
В 1931-1935 гг. работал старшим инженером-инструктором в Республиканском тресте по производству весоизмерительных приборов при Наркомате тяжелой промышленности.
В 1931 г. в журнале "Красная новь" была опубликована повесть писателя "Впрок", в которой коллективизация сельского хозяйства была показана как трагедия. Произведение получило резко отрицательную оценку главы советского государства Иосифа Сталина (Джугашвили). В своей записке в редакцию Сталин назвал повесть "рассказом агента наших врагов, написанным с целью развенчания колхозного движения". Разгромную рецензию произведению Платонова дал и писатель Александр Фадеев. Андрей Платонов был вынужден направить в редакции центральных газет письмо, в котором признал свои ошибки, однако оно не было опубликовано. После этого на его произведения был наложен негласный запрет. Писатель покинул Москву и отправился в командировку в сельские районы Поволжья и Северного Кавказа. Оттуда Платонов привез материал для повести "Ювенильное море" - о построении социализма в отдельно взятом совхозе. Произведение, созданное в 1934 г., было опубликовано лишь в 1986 г.
В марте 1934 г. в составе группы писателей уехал в Туркмению. Цель поездки заключалась в том, чтобы дать "первые опыты художественного изображения истории социалистического строительства республики". На основе полученных в Средней Азии впечатлений он написал рассказ "Такыр" и повесть "Джан" (не публиковалась при жизни автора).
После возвращения из Туркмении в 1934 г. Андрей Платонов был принят в Союз писателей СССР. Но критика и неприятие его произведений продолжались.
Во второй половине 1930-х гг. он сотрудничал с журналом "Литературный критик".
В 1937 г. в издательстве "Советский писатель" вышла книга рассказов "Река Потудань" - первая опубликованная книга Платонова после 1929 г.
В 1938 г. был арестован сын писателя - 15-летний Платон. По обвинению в измене Родине и контрреволюционной деятельности он был приговорен к десяти годам исправительно-трудовых лагерей. На протяжении двух лет Андрей Платонов добивался освобождения сына. В конце 1940 г. Платон был отпущен.
В 1938-1941 гг. Андрей Платонов в основном писал рассказы ("Июльская гроза", "На заре туманной юности", "По небу полуночи", "В прекрасном и яростном мире", "Жена машиниста", "Свет жизни", "Корова" и др.). Сотрудничал с Издательством детской литературы, писал пьесы для Центрального детского театра (не поставлены). Работал над книгой статей "Размышления читателя", однако в 1939 г. она была запрещена к печати.
В июле - августе 1941 г. по приказу политического управления Наркомата путей сообщения Андрей Платонов находился в командировке на Ленинградском фронте. С октября 1941 г. по май 1942 г. был в эвакуации в Уфе. С осени 1942 г. по осень 1944 г. работал военным корреспондентом газеты "Красная звезда" в действующей армии. В апреле 1943 г. получил звание капитана административной службы, в июле 1944 г. - майора административной службы.
К военной прозе Андрея Платонова относятся сборники: "Под небесами Родины" и "Одухотворенные люди" (оба - 1942), "Рассказы о Родине" и "Броня" (оба - 1943), "В сторону заката солнца" (1945). В феврале 1946 г. он был демобилизован из армии.
В конце 1946 г. был напечатан рассказ "Возвращение" (авторское название - "Семья Иванова") о трудностях возвращения к мирной жизни тех, кто прошел войну. Однако он был раскритикован главным редактором "Литературной газеты" Владимиром Ермиловым и председателем правления Союза писателей СССР Александром Фадеевым как "клеветнический", после чего автор был лишен возможности публиковать собственные произведения.
В 1947-1950 гг. Андрей Платонов занимался литературной обработкой русских народных сказок. В 1947 г. при поддержке Михаила Шолохова он издал сборник "Башкирские народные сказки", сказку "Финист - Ясный сокол", а в 1950 г. - сборник "Волшебное кольцо". В последние годы своей жизни писатель работал над пьесой-мистерией "Ноев ковчег" (не окончена).
Андрей Платонов скончался 5 января 1951 г. в Москве на 52-м году жизни. Причиной смерти стал туберкулез. Был похоронен на Армянском кладбище в Москве рядом с сыном.
Супруга писателя - Мария Александровна Кашинцева (1903-1983), педагог. Дети - Платон (1923-1943) и Мария (1944-2005; работала в Институте мировой литературы им. А. М. Горького РАН).