Родился 5 июля 1958 г. в Москве в семье рабочего-токаря и учительницы истории.
Окончил четыре курса Московского института электронной техники (ныне - Национальный исследовательский университет "МИЭТ"). Писал тексты для музыкальной группы, в которой играл на барабанах. В середине 1980-х гг. прошел срочную службу в войсках связи. После службы в армии перевелся на филологический факультет Калининского (ныне - Тверского) государственного университета. Окончил его в 1987 г., защитил дипломную работу на тему "Поэтика детских стихов Даниила Хармса".
В разное время работал дворником, сторожем, машинистом сцены в Театре сатиры, уборщиком на пляже, редактором журнала "Веселые картинки". С 1988 г. профессионально занимается литературным творчеством.
Впервые его стихотворение "Планета кошек" было опубликовано в 1985 г. в детском журнале "Мурзилка". Усачев также сотрудничал с журналами "Пионер", "Веселые картинки", "Крокодил" и др., для которых писал фельетоны, юморески, стихи.
В 1990 г. сборник его стихотворений "Если бросить камень вверх" был удостоен первой премии на Всероссийском конкурсе молодых писателей для детей. В 1991 г. Усачев стал членом Союза писателей России.
В России издано более ста книг Андрея Усачева. Он является автором сборников детских стихов "Сны Петушкова" (1994), "Волшебная азбука" (1996), "Шкатулка" (1999), "Любопытная Варвара" (2003), "Прогулки по Третьяковской галерее с поэтом Андреем Усачевым" (2010), "Детская площадка" (сборники стихов и песен; 2011-2015), "Что такое День Победы?" (2015) и др. Среди произведений Усачева в прозе - "Умная собачка Соня" (1996), "Жуткий детский фольклор" (в соавторстве с Эдуардом Успенским; 1998), "Сказочная история воздухоплавания" (2003), "Малуся и рогопед" (2003), "Жили-были ежики" (2007), "Приключения "Котобоя" (2012), "Олимпийская деревня Дедморозовка" (2014) и др. Автор учебных пособий для детей младшего школьного возраста: "Основы безопасности жизнедеятельности", "Декларация прав человека", "Мои географические открытия". Произведения писателя переведены на английский, немецкий, французский, китайский и др. иностранные языки.
Сценарист телепередачи "Кварьете - веселая квампания", телесериала "Дракоша и компания" (2004). Автор сценариев новогодних представлений для детей. Был ведущим радиопередач "Веселая радиоквампания" и "Летающий диван". Написал ряд пьес для кукольного театра. Совместно с Михаилом Бартеневым создал либретто мюзиклов "Алые паруса" и "TODD".
По сценариям Андрея Усачева были сняты мультфильмы "Умная собачка Соня" (1991), "Девица Бигелоу, или жевательная история" (1995), "Приключения в Изумрудном городе" (1999), "Леталка" (2001), "Прекрасная лягушка" (2008), "Как кричит крокодил" (2012) и др.
Выступал в качестве соавтора сценария мультфильма "Ку! Кин-дза-дза" (2013) режиссера Георгия Данелия. Был художником-постановщиком анимационного фильма "Кукарача" (2013), также написал музыку к нескольким мультфильмам.
В 2016 г. Андрей Усачев стал автором текста для культурно-образовательной акции "Тотальный диктант" (название - "Этот древний-древний-древний мир!").
Входит в состав попечительского совета Российской государственной детской библиотеки (Москва).
Удостоен премий "Золотой Остап" (как автор детских песен; 2005), "Книга года" в номинации "Вместе с книгой мы растем" (за книгу "333 кота", совместно с Виктором Чижиковым; 2005). Лауреат международного конкурса "Петя и волк" (2006), литературных премий им. С. Маршака (2007), К. Чуковского (2009) и Ю. Коваля (2011), театральной премии "Музыкальное сердце театра" в номинации "Лучший текст песен" (совместно с Михаилом Бартеневым; 2012).
В 2009 г. был номинирован на Международную литературную премию им. Астрид Линдгрен. В 2012 г. награжден почетным дипломом премии им. Х. К. Андерсена.
Женат, имеет двоих детей. Супруга – Татьяна. Дети - Михаил и Анна – окончили МГУ им. М. В. Ломоносова.