Дорога в космическую отрасль для Андрея Борисенко началась в Ленинградском военно-механическом институте. После окончания учебы будущий космонавт занимался научной деятельностью в военной части, а затем перешёл на работу в НПО «Энергия» (ныне — Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королева, входит в состав Госкорпорации «Роскосмос»), где занимался эксплуатацией системы управления движением орбитальной станции «Мир», участвовал в управлении станцией в качестве специалиста группы анализа бортовых систем Главной оперативной группы управления.
Следующим этапом пути стала работа в должности сменного руководителя полётов в Центре управления полетами Москвы: сначала по орбитальному комплексу «Мир», а затем по программе Международной космической станции. Набор в отряд космонавтов Андрей Иванович прошел в 2003 году. В 2005 году по завершении курса общекосмической подготовки ему была присвоена квалификация «космонавт-испытатель». С 2008 года космонавт проходил подготовку в составе экипажей МКС.
Первый космический полет Андрей Борисенко выполнил с 5 апреля по 16 сентября 2011 в качестве бортинженера пилотиуруемого корабля «Союз ТМА-21», бортинженера МКС-27 и командира МКС-28. Продолжительность полёта составила 164 сут. 05 час. 50 мин. В ходе экспедиции была выполнена работа с российским грузовым кораблём «Прогресс», американскими кораблями «Дискавери» и «Индевор», полеты которых были последними в рамках программы «Шаттл». Во время работы на орбите принял участие в проведении обширной программы научных исследований, включающей в себя 44 эксперимента.
Во второй космический полет Андрей Борисенко отправился 19 октября 2016 года в качестве бортинженера корабля «Союз МС-02» и бортинженера МКС-49/50 с космонавтом Роскосмоса Сергеем Рыжиковым и астронавтом NASA Шейном Кимброу. За время работы на МКС провел десятки экспериментов из разных областей науки по российской научной программе (медицина, космическая биология, биотехнология, физико-химические процессы и др.). Проводил работу с российскими и иностранными грузовыми кораблями, обслуживание бортовых систем Международной космической станции, бортовые фото-, видеосъёмки. 10 апреля 2017 года экипаж ТПК «Союз 02-МС» благополучно вернулся на Землю. Продолжительность работы экипажа на МКС составила 173 суток.
Руководство и сотрудники Госкорпорации «Роскосмос», ЦПК, отряд космонавтов поздравляют Андрея Ивановича с днем рождения и желают ему новых профессиональных достижений, успехов в работе, здоровья, благополучия и земного счастья!