Etholwyd Leighton Andrews yn Aelod Cynulliad y Rhondda am y tro cyntaf ym mis Mai 2003, gan gipio’r sedd yn ôl i’r Blaid Lafur o ddwylo Plaid Cymru. Cyn hynny, roedd Leighton yn ddarlithydd yn Ysgol Newyddiaduraeth Caerdydd.
Yn gyn Bennaeth Materion Cyhoeddus y BBC, mae Leighton yn parhau i gymryd diddordeb yn y cyfryngau. Mae wedi rheoli nifer o fusnesau a hefyd wedi gweithio i’r elusennau Age Concern a Blwyddyn Ryngwladol Lloches i’r Digartref. Ym 1997, roedd Leighton yn gyd-sefydlydd ymgyrch Ie dros Gymru yn y refferendwm ar ddatganoli. Ef yw awdur y llyfr Wales Says Yes sy’n adrodd hanes y frwydr i gael y Cynulliad Cenedlaethol.
Yn ei dymor cyntaf yn y Cynulliad roedd Leighton yn aelod o’r pwyllgorau pwnc Addysg, Diwylliant a Menter, Arloesi a Rhwydweithiau, y pwyllgor Archwilio ac roedd hefyd yn gadeirydd pwyllgor rhanbarthol Canol De Cymru. Mae ei ddiddordebau gwleidyddol yn cynnwys yr economi, diwylliant, tai, y cyfryngau, iechyd a chynhwysiant cymdeithasol.
Ar ôl cael ei ail-ethol ym mis Mai 2007, ymunodd Leighton â Llywodraeth Cynulliad Cymru fel Dirprwy Weinidog Cyfiawnder Cymdeithasol a Chyflenwi Gwasanaethau Cyhoeddus, gyda chyfrifoldeb arbennig am faterion tai. Pan sefydlwyd y llywodraeth glymblaid newydd ym mis Gorffennaf 2007, penodwyd Leighton yn Ddirprwy Weinidog Adfywio. Ym mis Rhagfyr 2009, ymunodd â Chabinet Carwyn Jones, y Prif Weinidog newydd, fel Gweinidog Plant, Addysg a Dysgu Gydol Oes.
Roedd Leighton yn gynullydd y Grŵp cynllunio ar gyfer ymgyrch drawsbleidiol Ie dros Gymru yn refferendwm mis Mawrth 2011. Cadeiriodd bwyllgor strategaeth ymgyrch etholiad Llafur yn ystod ymgyrch etholiad y Cynulliad 2011 pan gipiodd Llafur bedair sedd ychwanegol. Cynyddodd Leighton ei fwyafrif ei hun yn y Rhondda yn yr etholiad hwnnw.
Fe’i penodwyd yn Weinidog Addysg a Sgiliau gyda chyfrifoldeb am y Gymraeg pan benododd Carwyn Jones ei Gabinet Llafur ar 13 Mai 2011.
Fel Aelod Cynulliad lleol, mae Leighton wedi brwydro dros fuddsoddiad yn y Rhondda, ac mae’r Llywodraeth wedi ymateb gydag arian ar gyfer Ffordd Liniaru Porth Rhondda Fach, Ysbyty newydd yn y Rhondda, cyfleusterau cymunedol ac ieuenctid mewn sawl rhan o’r Rhondda, ac mae arian wedi’i fuddsoddi neu’n mynd i gael ei fuddsoddi mewn meddygfeydd teulu hefyd.
Mae Leighton wedi ymgyrchu’n galed dros y Rhondda, gyda gweithwyr Burberry yn Nhreorci, er enghraifft. Mae’r seren ffilmiau Ioan Gruffydd wedi canmol ymrwymiad Leighton i’w etholaeth, gan ddweud “a gaf fi fanteisio ar y cyfle hwn i ddweud wrthych faint rwyf yn edmygu’ch gwaith diflino i ddiogelu ansawdd bywyd a lles eich etholwyr”.
I ffwrdd o fyd gwleidyddiaeth, mae gan Leighton docyn tymor i weld Clwb Pêl-droed Dinas Caerdydd ac mae’n gwylio timau chwaraeon lleol y Rhondda hefyd. Mae’n mwynhau’r theatr, sinema a darllen. Mae Leighton yn briod ag Ann ac mae ganddynt ddau o blant.