Il remporte le championnat 1966 avec huit victoires en quinze courses. Andretti signe la pole position à Indianapolis. Il termine second des championnats d'IndyCar 1967 et 1968, ne cédant le titre à Anthony Joseph Foyt Jr. puis Bobby Unser (sur les plus petites marges en points de l'histoire) qu'au cours des derniers tours de la dernière épreuve de la saison, le "", courue au Riverside Raceway Park en Californie. Ses résultats sont encore meilleurs en 1969, puisqu'il remporte neuf courses et le championnat. Il gagne notamment les 500 miles d'Indianapolis et la course de côte de Pikes Peak. Il est nommé athlète de l'année par l'émission diffusée sur ABC. Entre 1966 et 1969, Andretti remporte vingt-neuf des quatre-vingt-cinq courses du championnat USAC.