Андрей Сергеев родился 26 марта 1991 года в городе Симферополь, Республика Крым. Является воспитанником нижнекамской Детско-Юношеской Спортивной Школы по хоккею «Нефтехимик». Принимал участие в различных детских и юношеских турнирах, первенствах и чемпионатах.

Профессиональную спортивную карьеру, Сергеев начал в 2007 году, в составе фарм-клуба «Нефтехимика», хоккейный клуб - «Нефтехимик-2». Сезон 2008 - 2009 года провел в составе лениногорского хоккейного клуба «Нефтяник». В том же сезоне вызван в состав Юниорской сборной России на Чемпионат мира 2009 года среди юниорских команд. Вместе со сборной завоевал серебряные медали первенства.

В середине сентября 2009 года, дебютировал в составе профессионального хоккейного клуба «Нефтехимик», выступающего в первенстве Континентальной Хоккейной Лиги. Проведя в первенстве КХЛ всего одну, дебютную игру, основное время выступал в составе хоккейной команды «Ариада» из города Волжск, а также в клубе Молодежной хоккейной лиги - «Реактор».

В феврале 2011 года, Сергеев перешел в московскую систему «ЦСКА». В составе «армейцев» дебютировал 16 февраля и открыл личный счет заброшенным шайбам в КХЛ. Закрепился в составе молодежной команды «армейцев», хоккейном клубе - «Красная Армия». В этом же сезоне, вызван в состав Молодежной сборной России на чемпионат мира. Вместе со сборной завоевал золотые медали первенства. Затем выиграл золото Универсиады, а 22 апреля в составе «Красной Армии» завоевал звание «обладателя Кубка Харламова».

     Сезон 2011 - 2012 года, защитник стабильно играл в основном составе «ЦСКА». Отмечен как лучший новичок сентября месяца. Сезон 2012 - 2013 года, также начал в составе «ЦСКА», однако концовку сезона провел в хабаровском хоккейном клубе «Амур», в результате обмена на Игоря Ожиганова. В начале мая 2013 года, вернулся в стан «армейцев», но уже 7 мая, в результате обмена на канадского защитника Шона Моррисона и право выбора во втором раунде драфта юниоров КХЛ 2013 перешел в систему московского «Спартака».

В июне 2014 года, Сергеев Андрей вошел в состав группы из 16 игроков, приобретенных у находящегося на грани расформирования хоккейного клуба «Спартак» петербургским «СКА». В чемпионате КХЛ 2014 - 2015 года, спортсмен защищал цвета хоккейного клуба «Югра» города Ханты-Мансийск. Позднее подписал контракт с нижнекамской командой «Нефтехимик». На конец первой половины сезона 2017 - 2018 года, является защитником хоккейного клуба КХЛ «Нефтехимик» города Нижнекамск, Республики Татарстан.