Włoski kierowca zadebiutował w Formule 1 w sezonie 1980, jeżdżąc w dwóch ostatnich wyścigach dla ekipy Alfa Romeo. Włoch nie ukończył wyścigów i zakończył on debiutancki sezon z zerowym dorobkiem punktowym. Na sezon 1981 kierowca trafił do zespołu McLaren. Podczas Grand Prix San Marino zdobył pierwszy i jedyny punkt w całym sezonie, przegrywając wyraźnie z Johnem Watsonem, który zgromadził 27 punktów. W klasyfikacji kierowców Włoch zajął osiemnaste miejsce. W sezonach 1982-1983 ponownie jeździł dla Alfy Romeo. W tym czasie zdobył trzykrotnie miejsca na podium, zdobywając także podczas Grand Prix Stanów Zjednoczonych Zachód pole position, stając się najmłodszym zdobywcą pierwszego pola startowego. Najlepszym sezonem dla Andrei de Cesarisa był sezon 1983, gdzie zdobył piętnaście punktów i zajął ósme miejsce. Po sezonie przeniósł się do Ligiera, którego reprezentował do 1985. W pierwszym sezonie dla francuskiej ekipy zdołał zdobyć trzy punkty i został sklasyfikowany na osiemnastym miejscu. W kolejnym sezonie punkty zdobył tylko podczas Grand Prix Monako, w którym zdobył czwarte miejsce. Trzy punkty dały z kolei siedemnaste miejsce w klasyfikacji kierowców.