Participant, en tant que critique dramatique, au journal collaborationniste La Gerbe, dont sa mère était secrétaire générale, il ne fut pas inquiété à la fin de Seconde Guerre mondiale et put entamer la brillante carrière qu’on lui connait.
Auteur de plus de soixante-cinq biographies et études historiques sur les grandes figures de l'histoire, il créa et produisit en 1951, aux côtés de son ami Alain Decaux, l'émission radiophonique hebdomadaire de France Inter La Tribune de l'Histoire, avec un succès d'écoute jamais démenti jusqu’à son arrêt en 1997.
À la télévision nationale, les deux complices présentèrent également de 1956 à 1966, la série Énigmes puis La caméra explore le temps que les plus anciens n'ont pas oubliée.
Souvent sollicité pour des écritures de spectacles, on lui doit, entre autres, des « son et lumière », notamment pour Chambord et pour Compiègne, comme il collabora avec Robert Hossein pour Jésus était son nom et Je m'appelais Marie-Antoinette.
Récompensé en 1984 par le Grand Prix d’Histoire de l’Académie française pour l’ensemble de son œuvre, il ne souhaita jamais s’assoir sur l’un de ses fauteuils.
Depuis des années, il possédait une résidence secondaire à Port-Mort où il aimait travailler entouré des livres de son extraordinaire bibliothèque.
Décédé à l’hôpital de Neuilly-sur-Seine, ce fut dans le petit cimetière de cette commune qu’il avait choisi d’être inhumé.
Au milieu, dans une tombe qu’on ne peut rater, André Castelot repose aux côtés de frère cadet, le comédien Jacques Castelot.