Родился 9 (21) августа 1871 в Орле в семье мелкого чиновника. Окончив местную гимназию, поступил в Санкт-Петербургский университет. Перевелся на юридический факультет Московского университета, который окончил в 1897. Сочинительством занялся еще в гимназии, но потерпел ряд неудач; устроился репортером в «Московский вестник», затем в «Курьер». В 1898 опубликовал рассказ Баргамот и Гараська, в котором сказалось влияние Ф.М.Достоевского и Ч.Диккенса, чьи сочинения, по признанию самого Андреева, он перечитывал «раз десять», а также воздействие литературной манеры А.П.Чехова. Баргамот и Гараська внимание М.Горького, который помог Андрееву советами и делом и ввел его в книгоиздательское товарищество «Знание», учрежденное группой молодых писателей с целью поддержания и развития социально-реалистических традиций русской литературы 19 в.

В 1901 Андреев опубликовал свою первую книгу рассказов, куда вошли "Маленький ангел", "Большой шлем", "Ложь", "Молчание" и "Жили-были". Отмеченные реализмом, рассказы сборника подтвердили высокую оценку таланта Андреева Горьким, и он почти сразу стал литературной знаменитостью.

Хотя Андреев проявлял мало интереса к общественно-политическим вопросам, он оставался в горьковском ближнем кругу писателей до 1905. К этому времени относится большая часть его рассказов, в том числе "Смех", "Стена", "Бездна", "Мысль", "В тумане" и "Жизнь Василия Фивейского". Отвращение к ужасам войны отразилось в новелле "Красный смех", написанной во время русско-японской войны 1904–1905. Своей известностью после 1905 Андреев в основном обязан успеху в качестве драматурга. Его первая пьеса "К звездам" появилась в 1905, и до 1917 он издавал не меньше одной пьесы в год. В большинстве его драмы, такие, как "Жизнь человека" (1906), "Царь-Голод" (1907), "Черные маски" (1908), "Анатэма" (1909), "Честь" (1912), "Собачий вальс" (1914) и "Тот, кто получает пощечины" (1916), символичны в некоем нарочитом, показном смысле, определяющем их стиль, и со временем почти утратили всякую притягательность. Склонность Андреева к мистицизму и символизму отразилась и в его прозе. Среди написанных после 1905 рассказов сравнительно немногие принадлежат традиции реализма; большей частью они повествуют о сверхъестественном и призваны внушить читателю ужас перед непознаваемым. В противоречии с этой мистической тенденцией находятся исполненная психологизма реалистическая новелла "Рассказ о семи повешенных" (1908) и единственный роман Андреева "Сашка Жегулев" (1912). Из пьес Андреева особого упоминания заслуживает "Самсон в оковах" (1914), обычно признаваемый шедевром его драматургии, и две драматические сатиры – "Любовь к ближнему" (1908) и "Прекрасные сабинянки" (1912).

После большевистской революции 1917 Андреев перебрался в Финляндию, где пером публициста обличал коммунистическое засилье на родине. Его последнее произведение, незаконченный роман-памфлет "Дневник Сатаны" (опубл. 1921), свидетельствует об упадке художественного таланта писателя.

Умер Андреев в деревне Нейвала близ Мустамяки (Финляндия) 12 сентября 1919; в 1956 был перезахоронен в Ленинграде.