אנדרה ברטון נולד בטינשבריי (כיום במחוז אורן שבחבל נורמנדי תחתית בצרפת) למשפחה דלת אמצעים. הוא למד רפואה ופסיכיאטריה, ובמשך מלחמת העולם הראשונה עבד במחלקה הנוירולוגית של בית חולים בעיר נאנט. שם פגש בז'אק ואשה שהיה ממשיכו הרוחני של הסופר אלפרד ז'ארי. אנדרה ברטון הושפע מן הביקורת החברתית של ז'אק ואשה (אנ') ומהתייחסותו הביקורתית לאמנות המסורתית. ואשה התאבד בגיל 24, ומכתביו לאנדרה ברטון ולמחברים אחרים פורסמו ב-1919 תחת הכותרת "מכתבי מלחמה" שברטון השתתף בעריכתם וכתב את ההקדמה.
באותה שנה ייסד את כתב העת "ספרות" בשיתוף עם לואי אראגון ועם פיליפ סופו. הוא התיידד גם עם המשורר טריסטן צארה שהיה ממייסדי תנועת הדאדא. ב-1920 ראתה אור הנובלה "שדות מגנטיים" שנכתבה על ידי אנדרה ברטון ופיליפ סופו, ושבה עשו שימוש בכתיבה אוטומטית. ב-1924 אנדרה ברטון ייסד את "הלשכה לחקר הסוריאליזם". באותה שנה פרסם את המניפסט הסוריאליסטי הראשון, ושימש כעורך של כתב העת "המהפכה הסוריאליסטית". סביבו התארגנה קבוצת מחברים ובהם לואי אראגון, פיליפ סופו ופול אלואר.
ברצותו לשלב את התפתחותו האישית כמחבר, כדוגמת ארתור רמבו, עם הפוליטיקה של קרל מרקס, הצטרף ברטון למפלגה הקומוניסטית הצרפתית ב-1927, שממנה גורש ב-1933. בתקופה זו התקיים בעיקר על מכירת חפצי אמנות שהיו בגלריה שלו (הוא היה אספן של חפצי אמנות ושל חומר אתנוגרפי). תחת הנהלתו הסוריאליזם הפך לתנועה אירופית שנודעה לה השפעה על שטחי אמנות שונים, ושהעמידה בסימן שאלה את התפיסה המקובלת בדבר התחושה וההבנה האנושית של מאורעות ושל דברים.
ב-1933 נסע למקסיקו בשליחות ממשלת צרפת, ושם נפגש עם לאון טרוצקי. ברטון ואנשי רוח סוריאליסטיים אחרים ובהם הצייר דייגו ריברה מצאו מקום שבו יכלו להתבודד בעיר המקסיקנית הציורית רונגאריקוארו. ברטון וטרוצקי כתבו את החיבור "למען אמנות מהפכנית בלתי תלויה" שפורסם בשמם של ברטון ושל ריברה.
במשך שהותו בעיר ניו יורק הכיר ברטון את אליזה שהייתה לאשתו השלישית. ב-1944 נסע עם אשתו לגאספסי שבפרובינציה של קוויבק בקנדה. שם כתב את ספרו "תעלומה 17" המתאר את אימת מלחמת העולם השנייה, ושבו מתואר גם סלע פרסה (הגדול שבסלעי הקשת הטבעיים שבעולם) במפרץ סנט לורנס.
ב-1946 שב לפריז ומחה נגד הקולוניאליזם הצרפתי. הוא ארגן שוב קבוצת אנשי רוח סוריאליסטים, וב-1959 ארגן תערוכה בספרד לרגל שנת הארבעים לייסודה של התנועה הסוריאליסטית, שבה הוצגו בין היתר יצירותיו של סלבדור דאלי. הוא חתם על מניפסט של 121 אנשי רוח שתמכו במלחמת העצמאות של אלג'יר, שפורסם בעיתון "וריטה ליברטה" ב-6 בינואר1960.
אנדרה ברטון נפטר ב-1966 ונקבר בבית העלמין דה באטיניול בפריז.
המניפסטים של הסוריאליזם, מצרפתית - אירית עקרבי, פתח דבר והערות - דוד מנדלסון. מבט לאחור על הסוריאליזם, מאת תיאודור וו. אדורנו, מגרמנית - טוביה ריבנר, ספרית פועלים, תל אביב, 1986 תשמ"ו.