Setelah lulus dari Akpol 1989, Agus Andrianto mengemban tugas di Sumatera Utara sebagai Pamapta Polres Dairi.

Selama di Sumatera Utara, ia pernah menjabat sebagai Kapolsek Sumbul, Parapat, dan Percut Seituan.

Agus Andrianto kemudian dimutasi ke Jawa Timur dan ditunjuk sebagai Kasubag Binops Bag Serse Ek Polda Jatim pada 2001.

Kemudian, pada 2005 ia diamanahi menjadi Pamen Polda Jatim.

Ia sempat mengikuti pendidikan di Perguruan Tinggi Ilmu Kepolisian (PTIK) pada 1995 dan Sespim Sespimti pada 2012.

Agus Andrianto juga pernah bertugas sebagai Kapuskodalops Polres Lampung Selatan, Kasat Serse Poltabes Medan, hingga Kapolres Metro Tangerang.

Ia juga sempat menjadi Wakapolda Sumatera Utara pada 2017 dan menggantikan Brigjen Adi Prawoto yang diangkat menjadi kepala biro di Asrena Polri.

Pada 2018, Agus Andrianto lantas ditunjuk menjadi Kapolda Sumatera Utara dan menggantikan Irjen Paulus Waterpauw.

Agus Andrianto lantas dipilih menjadi Kepala Badan Pemelihara Keamanan (Kabaharkam) pada 6 Desember 2019.

Ia menggantikan Firli Bahuri yang dilantik sebagai Ketua Komisi Pemberantasan Korupsi (KPK).

Kemudian pada 2021 Agus Andrianto dilantik menjadi Kabareskrim menggantikan Listyo Sigit Prabowo. 

Usut Kasus Ferdy Sambo 

Komjen Agus Andrianto masuk menjadi tim khusus yang dibentuk Kapolri untuk mengusut tewasnya Brigadir J di rumah dinas Ferdy Sambo.

Ia menjadi bagian perwira tinggi Polri yang ikut langsung turun tangan mengusut kasus yang menggemparkan publik pada Agustus 2022 lalu.