В 1874 году после окончания Морского корпуса в звании мичмана вёл гидрографические работы в Балтийском море.
В 1878 году окончил гидрографическое отделение Николаевской морской академии и продолжил работы на Балтийском море уже в чине лейтенанта.
В 1881 году при обсуждении вопроса о начальнике станции, в рамках подготовки к проведению I МПГ[1] и организации русской полярной станции на Новой Земле, из трёх кандидатов выбрали Андреева, имя которого назвал начальник гидрографической съёмки Балтийского моря Н. Л. Пущин, представивший его как лучшего офицера своей экспедиции. Поддержали этот выбор академик М. А. Рыкачёв и начальник Гидрографического департамента генерал-лейтенант Корпуса Флотских Штурманов Ф. Ф. Веселаго.
В 1882—1883 годах, будучи прикомандированным к Императорскому Российскому Географическому Обществу, Андреев возглавлял Русскую международную полярную станцию в Малых Кармакулах на Новой Земле, а затем в течение трех лет занимался обработкой полученных материалов.
В 1888 году лейтенант Андреев был назначен начальником Отдельной съёмки Восточного океана. Прибыл на канонерской лодке «Нерпа» 5 июля и убыл обратно 19 августа 1888 года.
В начале 1890-х — капитан, затем — подполковник (1891). До 1893 года под его руководством велись гидрографические работы в заливе Петра Великого, на Южном Сахалине, у острова Монерон и в Амурском лимане. В этот период он неоднократно читал лекции в Обществе изучения Амурского края.