Andreev fece il suo debutto nel circuito Atp a Bucarest nel settembre 2003, qualificandosi e sconfiggendo la testa di serie Nikolaj Davydenko 7-5 6(1)–7 6-0, per poi perdere al secondo turno con José Acasuso.
Nello stesso mese Andreev prese parte alla Kremlin Cup, sconfiggendo la testa di serie Sjeny Schalken 6-3 6-1 e arrivando per la prima volta in carriera ai quarti di finale di un torneo Atp, perdendo da Paul-Henri Mathieu 6-2 3-6 7-5. Accede al tabellone principale del St. Petersburg Open grazie ad una wild-card e batte la quarta testa di serie Maks Mirny 6-4, 7–6(1) prima di perdere al secondo turno con Sargis Sargsian.
Nel 2004 Andreev entrò per la prima volta in carriera nella top 50 della classifica Atp.[1] Nello stesso anno raggiunse la finale a Gstaad (perdendo con Roger Federer) e a Bucarest (perdendo con José Acasuso). Alla fine del 2004 ha vinto un totale di 28 partite e debutta in Coppa Davis.[2]
Andreev debutta in un torneo dello Slam nel 2004, agli Australian Open, perdendo al primo turno con il francese Olivier Patience per 6-4 6-4 6(4)–7 1-6 2-6. Al Roland Garros dello stesso anno Andreev raggiunge gli ottavi di finale, perdendo dal futuro vincitore del torneo Gastón Gaudio 4-6 5-7 3-6. A Wimbledon 2004 raggiunge il secondo turno, perdendo con Fernando González, mentre agli Us Open perde al primo turno con Fernando Verdasco per 3-6, 4-6, 6-4, 6-2, 5-7.
Alle Olimpiadi di Atene nell'agosto del 2004 Andreev perde al terzo turno per mano della futura medaglia d'oro, il cileno Nicolás Massú.
Vince il suo primo titolo Atp di doppio a Mosca nell'ottobre 2004 in coppia con Nikolaj Davydenko, sconfiggendo Mahesh Bhupathi e Jonas Björkman per 3-6, 6-3, 6-4.
Il primo titolo in singolo per Andreev arriva nell'aprile del 2005 a Valencia, dove sconfigge in finale lo spagnolo David Ferrer per 6-3,5-7 6-3, dopo aver eliminato ai quarti di finale Rafael Nadal, il quale, dopo quella sconfitta, inizierà una serie di vittorie sulla terra rossa di 81 match. Andreev raggiunge il terzo turno al Roland Garros e a Wimbledon e arriva fino ai quarti di finale a New Haven e in finale a Bucarest (dove perde con Florent Serra 3-6 4-6). Nel settembre 2005 Andreev vince il torneo di Palermo battendo in finale Filippo Volandri 0-6 6-1 6-3 e la Kremlin Cup a Mosca in ottobre sconfiggendo Nicolas Kiefer per 5-7 7-6 6-2.
La prima metà del 2006 per Andreev è ricca di alti e bassi. Oltre a sette sconfitte al primo turno raggiunge infatti la finale a Sydney e i quarti di finale a Indian Wells, perdendo in entrambi i casi da James Blake. Un infortunio lo costringerà a saltare la seconda parte della stagione, incluso il Roland Garros.
Andreev ritorna a giocare nel 2007 ed è in quest'anno che raggiunge il suo miglior risultato al Roland Garros, battendo Andy Roddick e Marcos Baghdatis, arrivando sino ai quarti di finale per poi perdere con Novak Đoković.
Nel 2013 annuncia il ritiro da professionista. Intraprende poi il percorso da allenatore.
Russia
Coppa Davis
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Open de Tenis Comunidad Valenciana, Valencia
Campionati Internazionali di Sicilia, Palermo
Nicolas Kiefer
Allianz Suisse Open Gstaad, Gstaad (1)
BCR Open Romania, Bucarest (1)
José Acasuso
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Florent Serra
Medibank International, Sydney
James Blake
Croatia Open Umag, Umago
Mahesh Bhupathi 
Jonas Björkman
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