Дипломной работой Андрея Гордягина стал «Очерк растительности окрестностей города Красноуфимска Пермской губернии». Затем молодой ученый занимался почвенными и ботаническими исследованиями в Казанской губернии. В 1892-1901 годах в летний период А.Я. Гордягин занимался ботанико-географическими исследованиями на Среднем Урале и в Западной Сибири. Итоговым результатом этих исследований стала магистерская диссертация «Материалы для познания почв и растительности Западной Сибири», в которой были даны сведения по общей географии Западной Сибири, раскрыт вопрос о последовательности образования лесной и степной растительности и представлен материал о происхождении сибирских черноземов и солончаковых почв. За эту работу ученый сразу получил степень доктора ботаники (минуя степень магистра) и серебряную медаль имени Пржевальского от Русского географического общества. В начале июня 1902 года А.Я. Гордягин совместно с энтомологом М.Д. Рузским совершил поездку на гору Большое Богдо в дельте Волги. Позднее была опубликована работа «Поездка в Астраханскую пустыню» (1905), в которой была предпринята попытка обобщить данные о флоре горы Большое Богдо. Во время Первой мировой войны, когда обнаружился недостаток перевязочного материала (ваты), Гордягин предложил заменить вату торфяным мхом (Sphagnum).