Debutó como profesional en el año 1996 en las filas del equipo Team Nüremberg.

En 2007, ganó una etapa de la Vuelta a España, pero le fue retirada por una confesión posterior de dopaje.

El 13 de mayo de 2013 anunció su retirada del ciclismo tras diecisiete temporadas como profesional y con 37 años de edad,[1]​ aunque continuaría director deportivo del conjunto Garmin-Sharp.

El 16 de agosto de 2013, Andreas Klier admitió haber consumido EPO, hormonas de crecimiento, cortisona y transfusiones sanguíneas para mejorar su rendimiento entre los años 1999 y 2006.

Esta confesión originó que la USADA le suspendiera durante seis meses y la pérdida de los resultados desde el 21 de julio de 2005 hasta el final de su carrera, a pesar de haberse retirado ya como ciclista.