Andreas Holmsen var en av 1900-tallets fremste norske historikere, en av dem som nådde aller videst ut, ikke minst gjennom sin populære Norges historie fra de eldste tider til 1660. Middelalderhistorien var hans spesialfelt, særlig den sosiale og økonomiske historien i bondesamfunnet. I utforskingen av den økonomiske nedgangstiden i senmiddelalderen var han en internasjonalt anerkjent kapasitet. Fremheves må også hans engasjement i lokalhistorien, faglig og organisatorisk.
Andreas Holmsen vokste opp i Kristiania, men hadde sterke slektsrøtter på Romerike, noe som også speiler seg i deler av hans store vitenskapelige produksjon. Hans mor var fra Hammerfest og hadde bl.a. skotske aner. Holmsen tok examen artium 1924 og studerte deretter filologi ved universitetet i Oslo, med fagkretsen norsk, fransk og historie (hovedfag). Cand.philol.-eksamen tok han 1931, etter at han 1926–27 bl.a. hadde vært huslærer hos den norske dommeren Michael Hansson i Egypt, og 1928 hadde han et studieopphold i Frankrike. Han ble i studietiden en nær venn av den jevnaldrende historikeren Jens Arup Seip. Viktige faglige impulser hentet han ellers fra forskere som Edvard Bull d.e., Magnus Olsen og Asgaut Steinnes. Retrospektiv metode (tilbakeslutninger) og tverrfaglig orientering fremstod tidlig som sentrale elementer i hans forskerprofil.
Allerede i studietiden skrev Holmsen en god del artikler om et bredt spekter av historiske emner. Utover i 1930- og 1940-årene samlet han seg om tre-fire hovedtemaer i sin forskning: Det ene – i videreføring av hovedoppgaven – var omsetningsliv, priser og økonomi i bondesamfunnet i eldre tid. Dette tok han opp i flere arbeider, helt frem til 1982, da han som emeritus gav ut den vesle boken Før bonden ble forretningsmann.
Et annet emne var eiendomsforhold og landskyldfordeling i det norske samfunn i eldre tid. Her utviklet han konsekvent bruk av retrospektiv metode. Resultatene ble lagt frem, i samarbeid med Halvard Bjørkvik, i en artikkelserie i tidsskriftet Heimen i 1950-årene, senere utgitt i bokform.
Et tredje hovedtema fra denne perioden var den norske gården som sosial og økonomisk institusjon, og i det hele tatt gårds- og grannesamfunn i Norge. Dette var et emne som ble tatt opp av Instituttet for sammenlignende kulturforskning. Holmsen ble 1943 medarbeider ved det stort opplagte prosjektet, senere arbeidsleder.
Som en slags fellesnevner for alt dette står lokalhistorien. Det var gjennom lokalt avgrensede studier eldre norsk samfunnshistorie best kunne utforskes, det var Holmsens overbevisning. Tidlig i 1930-årene tok han på seg et oppdrag med Eidsvoll bygds historie. Gjennom sine egne bidrag til verket la han en ny mal for både den allmenne bygdehistorien og gårdshistorien. Hans omfattende studie av Linderudgodsets utvikling på 1600- og 1700-tallet etablerte på tilsvarende vis en ny faglig standard for norsk bedriftshistorie. Også i den tidligere nevnte norgeshistorien til 1660 (første gang utgitt 1939) viser han hvordan lokale og regionale studier kan utnyttes i rikshistorien. Det som først og fremst har gjort dette verket til en klassiker, er likevel den helhetlige, historiematerialistisk inspirerte fremstillingen av sammenhengen mellom den økonomiske, sosiale og politiske historien og drivkreftene i historien. Boken har vært grunnpensum for flere generasjoner historiestudenter.
Fra 1940-årene av engasjerte Holmsen seg sterkt i lokalhistorisk arbeid, både faglig og organisatorisk, bl.a. som redaktør for tidsskriftet Heimen 1946–51. Her skrev han myndige, faglig rettledende artikler og fremstod etter hvert som den fremste faglige autoritet i norsk lokalhistorie. Han var bl.a. en drivende kraft bak opprettelsen av Norsk lokalhistorisk institutt 1955.
Samme år ble Andreas Holmsen utnevnt til professor i historie ved Universitetet i Oslo. Hans forelesninger og seminarer var grundig forberedt og gjennomarbeidet, helst knyttet til gjennomgang av konkret kildemateriale. I 1960-årene engasjerte han seg aktivt i den internasjonalt fremvoksende “ødegårdsforskningen”. Han ble den sentrale person fra norsk side i det store, fellesnordiske Ødegårdsprosjektet, som kartla ødegårdsdannelse og økonomisk krise i de nordiske land i senmiddelalderen. Her kunne han utfolde sin sans for tverrfaglig samarbeid, internasjonal komparasjon og retrospektiv metode. Det siste støtte for øvrig på motforestillinger fra svensk og dansk side.
Også etter at han var gått av som professor 1975, var Holmsen faglig aktiv, gav ut fem-seks bøker og skrev en rekke artikler. Det må også nevnes at han i disse senere år nyanserte sitt syn på norsk middelalder. I stedet for de sterke klassemotsetninger mellom overklassen og hardt pressede bønder betonte han nå kongedømmets og bondefolkets felles interesser.
Som menneske var Andreas Holmsen likefrem, uhøytidelig, ikke av dem som stakk seg frem, men med klare oppfatninger, som han kunne gi utrykk for. Han trivdes nok bedre i en engere krets av venner, kolleger og studenter enn i de store forsamlinger. Ved arbeidsbordet fant han seg alltid til rette. I sine unge år vandret han mye i fjelltraktene i Indre Namdalen, Helgeland og Jämtland. I en artikkel i Morgenbladet 1932 tok han, visstnok som den første, til orde for fredning av Børgefjell-området, som nå er nasjonalpark.