1995 gewann Andrea Collinelli in Bogotá erstmals eine Weltmeisterschaftsmedaille. Er wurde Zweiter in der Einerverfolgung, wobei er im Finale Graeme Obree mit einer halben Sekunde Rückstand unterlag. Bei den Olympischen Sommerspielen 1996 in Atlanta gewann er die Goldmedaille in der 4000-Meter-Einerverfolgung und erreichte mit der Mannschaft den vierten Platz. Im selben Jahr gewann er bei der Bahn-WM in Manchester zwei weitere WM-Medaillen: Gold in der Mannschaftsverfolgung (mit Adler Capelli, Cristiano Citton und Mauro Trentini) und Silber in der Einerverfolgung. Bei den Bahn-Weltmeisterschaften 1997 in Perth war er wiederum zweimal erfolgreich. Er holte den Weltmeistertitel mit der Mannschaft (mit Mario Benetton, Capelli und Citton) sowie Bronze in der Einerverfolgung. 1998 in Bordeaux kamen zwei weitere Medaillen hinzu, Silber im Zweier-Mannschaftsfahren (Madison, mit Silvio Martinello) und nochmals Bronze in der Mannschaftsverfolgung (mit Benetton, Capelli und Citton).