Correu pela Team CSC desde que se formou ciclista até o ano de 2009. Actualmente corre pela Trek Factory Team. Em 2007, no Giro, terminou a Volta à Romandia na oitava posição, e foi 16º no Paris-Nice, vencido por Alberto Contador.
No ano de 2010 travou com Alberto Contador uma luta bastante intensa pela vitória no Tour. Foi o único a conseguir aproximar-se do campeão, ficando a 39 segundos (2ª posição). Nessa ocasião teve problemas mecânicos numa subida e Contador, quando viu, atacou e deixou Shleck para trás com o seu problema da saída da corrente. Andy e Frank Shleck criaram a Team Leopard que em 2011 participou do UCI Pro Tour.
Em 2011, Schleck atingiu um 3º lugar na Liège-Bastogne-Liège, prestigiosa clássica de subida considerada um dos 5 'monumentos' do ciclismo, que ele já havia ganhado em 2009. Mais tarde, no Tour de France 2011, Andy venceu a montanhosa etapa 18 após uma longa fuga solo. Na etapa seguinte vestiu a camisa amarela, mas perdeu-a um dia depois, quando Cadel Evans tomou posse desta no contra-relógio final do Tour. Schleck terminou o Tour em 2º lugar, pelo 3º ano seguido. Em 2012, sua equipe se fundiu com o Team RadioShack, equipe fundada por Lance Armstrong.
