Daniel Andler a d’abord été mathématicien, spécialiste de théorie des modèles. Il a enseigné les mathématiques à l'université pendant une vingtaine d’années. Il s’est ensuite orienté vers la philosophie des sciences, en se spécialisant dans les sciences cognitives. Il a enseigné successivement à Lille, à Nanterre et à la Sorbonne, où il a créé l’unité de recherche "Sciences, normes, démocratie". En 2001, il a fondé et dirigé le Département d’Etudes Cognitives. En 2006, il crée le Groupe Compas, un think-tank consacré aux rapports entre éducation, cognition et nouvelles technologies. 
Il est aujourd'hui professeur émérite et membre honoraire de l’Institut universitaire de France. Il a été élu à l'Académie des sciences morales et politiques en décembre 2016, où il dirige depuis 2019 le projet "Technologies convergentes et sagesse collective".