Agrégé d'histoire, docteur ès lettres en 1972, André Pelletier est un archéologue et un enseignant spécialiste de l'antiquité gallo-romaine.
Il est professeur émérite d'histoire ancienne et d'archéologie romaine à l'Université Lyon 2, où il est Maitre de conférence depuis 1984.
L'essentiel de ses travaux a porté sur l'histoire des deux villes voisines au riche passé gallo-romain que sont Vienna et Lugdunum.
Il dirige des fouilles de Vienne pendant 15 ans, site auquel il consacre sa thèse de doctorat d'État. En 1963 et 1964, il met au jour des mosaïques romaines dans le secteur de l'ancien hôpital. Il fouille l'odéon de 1970 à 1976, en collaboration avec P. Senay, puis sous sa seule direction à partir de 1973.
Il publie en 1974 puis en 1982 deux monographies synthétisant les connaissances du moment sur la Vienne antique.
Il rédige les textes de l'album Histoire de l'Arménie, dessiné par Jean-Yves Mitton et publié en 1979.
L’histoire de Lyon, c’est d’abord l’histoire de son site. Alors que la plupart des villes au passé ancien se sont agrandies par cercles concentriques, à Lyon le site s’est déplacé dans l’espace, dans le sens ouest-est.
Son histoire ,Lyon la doit au travail et au talent de ses habitants,les natifs comme les étrangers puisque comme le dit "La Plaisante sagesse lyonnaise" : "Tout le monde peuvent pas être de Lyon,il en faut ben d'un peu partout"