Fonseka pertama kali mendapat perhatian umum apabila beliau menjadi pengacara musim pertama Xfresh.tv, program remaja yang dihasilkan oleh Astro TVIQ.

Pada 2004, Andrea mengikut jejak langkah ibunya[3] dan memenangi gelaran Miss Malaysia Universe.[2] Beliau kemudiannya mewakili Malaysia di Miss Universe 2004, di Ecuador. Selepas pertandingan itu, Andrea berpindah ke Singapura untuk belajar Undang-undang di Universiti Kebangsaan Singapura. Beliau berkelulusan Ijazah Sarjana Muda Undang-undang dari NUS pada tahun 2008.

Tidak lama selepas berpindah ke Singapura, Andrea menjadi duta Marie France Bodyline dan muncul di pelbagai majalah termasuk FHM Singapore.

Pendedahan ini membolehkan beliau menjadi pengacara ESPN Score Today dan kemudian menjadi gadis beg galas nombor 10 dalam ''Deal or No Deal'' di Mediacorp Channel 5. Berikutan kejayaan ''Deal or No Deal'', Channel 5 menjemput Andrea untuk menjadi hos pertandingan nyanyian TV live Live The Dream bersama Utt dan Michelle Chia.[4]

Andrea kemudiannya melibatkan diri dalam bidang lakonan, dibintangi dalam bahagian kecil dalam ''Maggi & Me'' dan ''Parental Guidance'', dan kemudian menduduki peranan utama dalam ''Housemates'', saluran drama 5 En Bloc dan filem cetera Carrotcake Conversations.

Andrea dipilih sebagai wanita paling seksi di dunia dalam 100 Wanita Paling Seksi FHM Singapura di Dunia untuk tahun 2007. Beliau memenangi ranking No. 1 buat kali kedua pada tahun 2008, menjadikannya pemenang pertama untuk FHM's Top 100 Sexiest.

2009–kini

Andrea telah dimasukkan ke Hall of Fame Miss Universe Malaysia pada tahun 2009,[5] mengiktiraf kejayaan dan sumbangannya dalam industri hiburan serantau. Pada 2010, Fonseka menjadi Wajah Minggu Fesyen Antarabangsa Malaysia, dan mengemudi program Fashion-TV.

Fonseka kini merupakan Pengarah Kebangsaan[1]untuk Miss Universe Malaysia.