Andreas von Deimling untersucht die Pathologie und Molekulargenetik von Tumoren des zentralen und peripheren Nervensystems. Er arbeitet auf dem Gebiet der Tumordiagnostik und entwickelt neue Testverfahren für die Einteilung und Klassifizierung von Gehirntumoren. Beispiele hierfür sind mutationsspezifische Antikörper, mit denen sich Unterformen von Gliomen und anderen Tumoren eindeutig diagnostizieren lassen. Von Deimling beschäftigt sich zudem mit der Entwicklung eines neuen Diagnosesystems, das auf DNA-Methylierung − einer chemischen Veränderung des Erbguts − beruht. Mit diesem Ansatz ist es möglich herauszufinden, aus welchem Zelltyp ein Tumor ursprünglich hervorgegangen ist, was für die Tumortherapie von Bedeutung ist.
Andreas von Deimling studierte Medizin an der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, dem MRC Harwell Institute/UK und dem National Cancer Institute Bethesda/USA. 1988 wurde er am Institut für Virologie der Universität Freiburg promoviert. In den darauffolgenden Jahren absolvierte er eine klinische und wissenschaftliche Ausbildung in der Neuropathologie am Universitätsspital Zürich/Schweiz, am Massachusetts General Hospital und an der Harvard Medical School in Boston/USA sowie am Universitätsklinikum Bonn. 1994 bis 1998 war Andreas von Deimling als Oberarzt am Institut für Neuropathologie des Universitätsklinikums Bonn tätig, wo er sich 1995 habilitierte. Von 1998 bis 2006 leitete er das Institut für Neuropathologie der Charité − Universitätsmedizin Berlin. Seit 2007 ist er Direktor der Abteilung für Neuropathologie der Universität Heidelberg und Leiter der klinischen Kooperationseinheit Neuropathologie des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ).
Für seine Forschung wurde der Neuropathologe bereits mehrfach geehrt. Unter anderem 2016 mit dem Deutschen Krebspreis der Deutschen Krebsgesellschaft und 2017 mit dem Fred W. Stewart Preis des Memorial Sloan Kettering Krebszentrums. Seit 2009 ist Andreas von Deimling Mitglied der Europäischen Akademie der Krebswissenschaften. Die Leopoldina wählte ihn 2017 zu ihrem Mitglied in der Sektion Pathologie und Rechtsmedizin.
Der International Prize for Translational Neuroscience wird seit 1990 jährlich von der Gertrud Reemtsma Stiftung, die der Max-Planck-Gesellschaft angehört, für herausragende Leistungen in der neurologischen Grundlagenforschung verliehen. Bis 2019 war diese Auszeichnung als Klaus Joachim Zülch-Preis bekannt. Der Preis wird in der Regel an zwei Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gemeinsam vergeben und ist mit 60.000 Euro dotiert.