イタリアのベルガモでユダヤ人の両親から生まれた。1939年、難民としてアメリカ合衆国に移住。本来の名はアンドレア（Andrea）だったが、英語圏では女性の名前であるため、帰化した際に両親がアンドリュー（Andrew）に変えた。Boston Latin School で学び、その後1952年にMITに進学し、電気工学を学ぶ。当時の教職員には、クロード・シャノン、ノーバート・ウィーナー、ロバート・ファーノ、ブルーノ・ロッシらがいた。1957年にMITで修士号を取得後、南カリフォルニア大学でデジタル通信の研究で博士号を取得。その後、UCLAとUCSDで電気工学の教授を務める。1967年に畳み込み符号の復号手法としてビタビアルゴリズムを発明した。これは現在も携帯電話での誤り検出訂正、音声認識、DNA型鑑定、隠れマルコフモデルを応用したその他のもので使われている。法律家の助言に従い、ビタビはアルゴリズムの特許をとらなかった。ビタビは携帯電話ネットワークのCDMA規格の策定にも関与した。1968年、ビタビは Irwin Jacobs と共に小規模な軍需企業 Linkabit 社を創設した。また1985年には Jacobs と共にクアルコムを創設している。2003年には、ベンチャーキャピタルの The Viterbi Group の会長を務めている。2000年には、フォーブズ400で米国の富豪の386位にランキングされた（推定資産は6億4000万ドル）。2002年、ビタビは母校 Boston Latin School に Andrew Viterbi '52 Computer Center を献呈した。2004年3月2日、南カリフォルニア大学工学部（School of Engineering）はビタビから5200万ドルの寄付金を受けたことを記念し、Viterbi School of Engineering と改称した。ビタビは同大学の評議委員会の一員である。妻は Erna Finci、子供は3人。
アンドリュー・ジェームズ・ビタビ（英: Andrew James Viterbi 、1935年3月9日 - ）は、イタリア系アメリカ人の電気工学者であり、実業家である。
主に、慶應義塾に学んだ僧侶の指導の下に発足。仏教保護論者でもあり、浄土真宗出身の福澤諭吉が福沢家で行っていた法話を基に、明治維新以後の基督教（キリスト教）の輸入などから日本国の国体を護持するため、塾員（慶應義塾の出身者）らが立ち上げた。そこで、曹洞宗大学学長の丘宗潭と丸山孫蔵らによって協議され、創立された。創立にあたり、三田北寺町壱番地西蓮寺にて内会を開き、幹事3名を選出し、牟田舗麿・西山是端・大久良俊・川瀬良丸・高木義菩・龍澤哲・南荘隆成・中山了運・梅原融・有川貞憲・斎藤教聞・能海寛・桑門環・菅学応・弓削俊證・阿部彗水・華園敷江・吉野精順・樹谷淳孝・石堂文英・佐藤俊龍・藤田順道・推尾朝麿・白川謙致が創立会員となった。更に、浄土真宗大谷派の僧侶で東京駒込の真浄寺の住職・寺田福寿を迎えて定例会は泉岳寺を利用した。明治25年（1892年）4月8日には、日蓮宗大学同窓会と合同して「釈尊降誕会」を慶應義塾演説館にて盛大に催し、小幡篤次郎、釈雲照、島地黙雷、山下利助らが出席して演説を行っている。これは明治32年（1899年）に「三田仏教会」と改称してからも続いた。他にも、聖誕記念宣伝協賛会、仏教文化三聖記念講演会を催している。仏教青年会は『宇宙の光』・『仏教』・『公孫樹』・『いづみ』等の月刊機関紙を発刊していて、慶應義塾の塾生のみならず、地方でもよく売れたという。その後も、安藤栄吉、川合貞一、富士川游、木村泰賢、加藤咄堂、河口慧海、岩谷耕二、丸山興憨ら慶應義塾大学の教授陣が支援して、太平洋戦争前には「汎太平洋仏教青年大会」に参加した。
大学在学中の最初の論文は小林貞一との共著で南朝鮮産オルドビス紀の筆石に関する研究。1944年と1954年に放散虫に関する論文が6篇あるが、古生物学に関する論文はそれ以後はない。卒業論文は高知県領石地方の下部白亜系に関する研究。その後は高知県佐川の鳥ノ巣層群や福島県の相馬層群の調査をする。野外での丁寧な観察や採集した岩石の緻密な顕微鏡観察にもとづいた岩石識別を行い、これらのデータを満足させる地質図を製作することにより、地質構造の解釈を目指した。これにより剪断褶曲や流れ褶曲などの、小構造の解析手法を確立する。また構造層準や構造階層の明確化を志し、三波川変成岩類を三宝山帯の上に衝上させた滝原衝上断層を見出したことは特筆に値する。その後、日本列島の世界的な独自性を示すものとして、赤石裂線の研究に移り、巨大横すべり断層を研究した。古い地層ばかりではなく、瑞浪地区・名古屋周辺などの新第三系、第四系にも変形構造を認めていかねばならないと主張した。またタービダイト堆積物の周期的集積様式を発見した。「日本の褶曲構造と分布」で、日本の古第三紀以前の地層の基本的地質構造は、複数の褶曲波面によって境された地層群の累積体からなる階層構造であることを示したが、これは後にプレート運動によって形成されたデュープレックス(duplex)構造と関連づけられた。「日本の構造区分」、「造山運動と時間」の理論的考察を経て、日本列島の構造発達史の研究を精力的に行い、『日本列島』という大著を1977年から1985年にかけて公表した（主な編著書、参照）。日本に分布するすべての地層の種類、時代、分布などの記録を現代的なものにして記載すると共に、主要地質単元の分布と地質構造を記載し（「Geology of Japan」）、その後も地層の年代と重力異常という観点から日本列島の地殻変動を見直し、『日本列島の地殻変動』という大著を出版した（共に、主な編著書、参照）。