Gimė Vilniuje 1967 m. Andriaus Mamontovo ir jo brolio Justo tėvas – profesorius Viktor Mamontov (1942–2005), kilęs iš Archangelsko (Rusija), nuo 1960-ųjų dirbdavo Lietuvoje rentgenologu, radiologu.
Mokėsi Vilniaus 18-oje vidurinėje mokykloje, kurią baigęs įstojo į Vilniaus technikos universitetą statybos ekonomikos specialybę bei Vilniaus Universitetą žurnalistikos specialybę.
1983-iųjų metų rudenį Andrius Mamontovas (vokalas, mušamieji), Arnoldas Lukošius (klavišiniai) ir Darius Tarasevičius (boso gitara) Vilniaus 18-oje vidurinėje mokykloje įkūrė grupę „Sunki muzika“. Tai buvo vienos populiariausių visų laikų Lietuvos roko grupės „Foje“ gyvavimo pradžia.
1996 m. įkūrė labdaros fondą „Muzikantai vaikams“, kuris Lietuvos vaikų namams nupirko bei išdalino knygų bei kitų mokymosi-lavinimosi priemonių už beveik 100 000 litų, kurie buvo surinkti specialiai tam surengto festivalio „PARAMA“ metu.
1997 m. sukūrė pagrindinę rolę režisieriaus E. Nekrošiaus spektaklyje „Hamletas“, už kurią buvo apdovanotas specialiuoju prizu – B. Dauguviečio „Auksiniu Auskaru“. Spektaklis yra suvaidintas 170 kartų ir parodytas beveik 40-yje pasaulio šalių Europoje, Azijoje ir Šiaurės bei Pietų Amerikoje. 2002-aisiais parašė muziką to paties E. Nekrošiaus režisuotam spektakliui „Ivanov“, pastatytame Romos (Italija) teatre „Teatro Argentina“.
Gegužės 17 d. surengė paskutinį grupės „Foje“ koncertą. Į Vingio parką susirinko apie 60 tūkst. grupės gerbėjų. Taip buvo pasiektas didžiausią žiūrovų skaičių surinkusio koncerto rekordas Lietuvoje.
1998 m. rugsėjo 23 d. pradėjo solinę karjerą koncertu Vilniuje, Spaudos rūmų salėje, vėliau koncertavo visoje Lietuvoje.
2001 m. dalyvavo nacionalinėje Eurovizijos atrankoje. Nors publikos ir buvo išrinktas nugalėtoju, žiuri jam skyrė antrąją vietą, į Kopenhagą nusiųsdama Skamp.
2004 m. sausio 31 dieną „Radiocentro“ apdovanojimuose Andrius Mamontovas atliko dainą „Debesys (Kai mes išeinam)“. Dainininkui buvo įteiktas „auksinio“ singlo apdovanojimas už dainą „Kregždutės, kregždutės“. Vasario 27 d. laimėjo du prestižinius apdovanojimus dešimtuosiuose „Bravo“ rinkimuose. Geriausiu albumu pripažintas diskas „Beribiam danguje“, geriausia daina tituluotos „Kregždutės“. Šie apdovanojimai vainikavo aktyvią muzikinę ir koncertinę 2003 m. Andriaus Mamontovo veiklą. Iš viso dainininkas per savo muzikinę karjerą yra laimėjęs dvylika „Bravo“ apdovanojimų. „Bravo 2003“ ceremonijoje jis ne tik atsiėmė prizus, tačiau ir paskelbė nominacijos „Už nuopelnus lietuviškai popkultūrai“ nugalėtoją, kuriuo tapo kompozitorius Giedrius Kuprevičius. Renginio metu, kurį tiesiogiai transliavo LNK televizija, Mamontovas pateikė staigmeną, atlikdamas netikėtą dainos „Pavasariniai žiedai“ versiją. Ekstravagantiškai apsirengusi trijulė – Andrius Mamontovas, Arnoldas Lukošius ir Eimantas Belickas – pelnė publikos simpatijas, šią dainą temperamentingai atlikę elektroniniu grunge stiliumi. Rugsėjo 1 d. Vilniaus Vingio parke įvyko miuziklo „Tadas Blinda“ premjera, kuriame pagrindinį vaidmenį atliko ir muziką sukūrė Andrius Mamontovas. Tą pačią dieną buvo išleistas ir šio miuziklo kompaktinis diskas.
2006 m. nugalėjo nacionalinėje Eurovizijos atrankoje su grupe „LT United“ ir atstovavo Lietuvai „Eurovizijos“ dainų konkurse, kur užėmė šeštąją vietą – tai aukščiausias ligšiolinis Lietuvos atlikėjų pasiekimas. Tais pačiais metais išleido albumus „Saldi. Juoda. Naktis.“ ir „Tyla“, taip pat pasirašė sutartį su JAV įrašų kompanija „Forman Bross“, kurios dėka jo muziką ėmė groti Amerikos kino teatruose.
2007 m. eilinį kartą laimėjo geriausio metų atlikėjo nominacijoje Radiocentro muzikiniuose apdovanojimuose, tačiau atsiimti apdovanojimo neatvyko.
Tais pačiais metais surengė „Gatvės muzikos dieną“, kuri sulaukė didelio populiarumo ne tik Vilniuje, bet ir kituose Lietuvos miestuose. Nuo tada ši muzikos šventė tapo kasmetine, apimanti vis daugiau Lietuvos miestų.
Vienas populiariausių Lietuvos dainininkų Andrius Mamontovas debiutavo fotografo amplua. Italijoje buvo išleista vienos dainininko bičiulės knyga, kurios apipavidalinimui pasirinktos ir kelios A. Mamontovo 2006 metais Korėjoje užfiksuotos fotografijos.
2008 m. atliko kunigo vaidmenį pilnametražiniame režisieriaus Maris Martinsons filme „Nereikalingi žmonės“ bei sukūrė šio filmo garso takelį. Jame taip pat vaidino Dalia Michelevičiūtė, Kostas Smoriginas, Valda Bičkutė, Daiva Tamošiūnaitė – Budrė ir kt. Filmo premjera įvyko sausio 11 d. „Kuriant muziką filmui, tiesiog stengiausi išreikšti tą nuotaiką, kuri papildytų filmo personažus. – viename savo interviu sakė A. Mamontovas, – Muzika filmui ar spektakliui, tai ne tik muzikinės temos. Tai atmosferos kūrimas, garsai.“ Už šį darbą atlikėjas buvo apdovanotas Šanchajaus filmų festivalyje prizu (auksine taure) už geriausią muziką filmui.
2009 m. sausio mėn. laimėjo Radiocentro muzikiniuose apdovanojimuose „Apdo 2009“ Geriausio metų dainininko kategorijoje. Neatvykęs į ceremoniją ir iš jam perdavusių Arnoldo Lukošiaus ir Eimanto Belicko atsiėmęs apdovanojimą, savo požiūrį į jį išreiškė įmetęs į upę, visa tai nufilmavęs ir video pavadinęs „Apdo vanojimas“.
2010 m. pasirodė dar viena režisieriaus Maris Martinsons juosta „Amaya“, filmuota Honkonge ir kt., kurioje pagrindinį herojų – tatuiruotą keliautoją po pasaulį Polą suvaidino A. Mamontovas. Filmą kūrė studija „Krukfilms“ (Latvija), bendradarbiaujant su studija „October Pictures“ (Honkongas). Kartu su dainininku filme vaidina japonų aktorė Kaori Mamoi ir britų aktorius Dexter Fletcher. A. Mamontovas taip pat sukūrė ir šio filmo muzikinį takelį, kuriame yra ir baladės „Heal“ ir „World Is Full of Love“.
2011 m. rugpjūčio 17 d. SoundCloud portale patalpino perrašytą „Visi langai žiūri į dangų“ albumą. Šiame darbe likusios kai kurios elektrinės gitaros (Romas Rainys), bosinės gitaros (Seržas Grėjus) ir smuiko (Eimantas Belickas) partijos.
2013 m. kartu su kitais Foje nariais surengė koncertų turą po Lietuvą savo veiklos 30 metų jubiliejui paminėti