André Maréchal fait des études supérieures à l'École normale supérieure et à la faculté des sciences de l'université de Paris de 1937 à 1941. Il prépare notamment son diplôme d'études supérieures, obtenu en 1941, au Conservatoire national des arts et métiers auprès de Pierre Fleury. Nommé professeur agrégé de physique à la rentrée 1941, il enseigne un an au lycée de Chartres, puis rejoint en l'École supérieure d'optique comme chef des travaux pratiques. Il est parallèlement nommé assistant à la faculté des sciences de l'université de Paris en , et obtient le diplôme d'ingénieur-opticien de l'Institut d'optique théorique et appliquée la même année. Il y prépare ensuite sa thèse pour le doctorat ès sciences (Étude des effets combinés de la diffraction et des aberrations géométriques sur l'image d'un point lumineux) qu'il soutient le devant la faculté des sciences de l'université de Paris.
Après avoir été chef des travaux pratiques de l'École supérieure d'optique avec Maurice Françon, il est chargé du cours d'optique instrumental de première année en (à la suite de Boutry), chargé de recherche du CNRS en 1945, chargé de conférences à l'École normale supérieure en 1949, il devient en 1950 maître de conférences d'optique théorique et appliquée à la faculté des sciences de l'université de Paris délégué à l'École supérieure d'optique, directeur des études de l'école en 1951, obtient le titre de professeur sans chaire, puis est nommé professeur titulaire en 1955 à 38 ans.
Il est nommé délégué général à la recherche scientifique et technique le fonction qu'il occupe jusqu'en 1968, (Pierre Aigrain lui succède) puis directeur de l'École supérieure d'électricité de 1968 à 1969 (André Blanc-Lapierre lui succède) et directeur de l'Institut d'optique théorique et appliquée et de l'École supérieure d'optique de 1968 à 1984. Il est ensuite professeur émérite à l'Université Paris-Sud.
