Андрей Никифорович Воронихин родился 28 октября 1759 года в селе Новое Усолье Пермской губернии. Отец будущего архитектора был крепостным графа Александра Сергеевича Строганова. По другой версии, он был внебрачным сыном барона Александра Николаевича Строганова, приходившегося двоюродным братом графу. Документальных подтверждений этой версии нет, потомки архитектора опровергают данное предположение.
В юности Воронихин обучался живописи у иконописца Гаврилы Юшкова. В 1777 году граф Строганов отправил его в Москву на учебу. Здесь он в течение двух лет изучал живопись и архитектуру. По некоторым данным в этот период он обучался у Матвея Казакова и Василия Баженова. В 1779 году Воронихин переехал в Петербург, где, поселившись во дворце Строганова, продолжил изучать живопись и архитектуру.
В 1785 году граф дает Воронихину вольную. В том же году архитектор вместе с сыном графа и его учителем Шарлем-Жибером Роммом совершили путешествие по России, а в 1786 году отправились в европейский вояж. За четыре года они посетили Францию, Германию и Швейцарию, где Воронихин продолжил обучение. В 1790 году Ромм решает остаться в революционной Франции, а Воронихин вместе с Павлом Строгановым возвращается в Петербург.
С этого времени 30-летний Воронихин начинает профессионально заниматься архитектурой. В 1791 году он обновляет интерьеры Строгановского дворца, заменив барочные формы Растрелли строгим классическим стилем. В 1795-1796 годах он аналогичным образом перестраивает Строгановскую дачу, а также усадебный дом Строгановых в деревне Городне. В 1797 году ему присваивают звание академика перспективной живописи. В 1800 году за проект колоннад в Петергофе он получает звание академика архитектуры.
В 1801 году Воронихин приступил к постройке самого известного своего здания – Казанского собора в Петербурге. Строительство продолжалось на протяжении 10 лет, по его итогам архитектор был пожалован орденом Св. Анны 2-й степени. Параллельно с этим Воронихин занимается постройкой здания Горного института. После окончания строительства собора Воронихин сосредотачивается на преподавании, до самой смерти в 1814 году, он ведет архитектурный класс в Академии художеств.
Умер архитектор 5 марта 1814 года. Похоронен на Лазаревском кладбище Александро-Невской лавры.