7 апреля 1994 года ректором Московской духовной академии и семинарии епископом Дмитровским Филаретом (Карагодиным) в Троицком соборе Троице-Сергиевой лавры пострижен в монашество с именем Амвросий в честь преподобного Амвросия Оптинского (день тезоименитства 23 октября по н. с.). 29 мая 1994 года в Покровском академическом храме Троице-Сергиевой лавры епископом Дмитровским Филаретом рукоположён в сан иеродиакона. В сентябре 1994 года назначен регентом вновь образованного академического хора студентов семинарии и академии. 8 октября 1994 года, в день памяти преподобного Сергия Радонежского, в Покровском академическом храме Троице-Сергиевой лавры епископом Пинским и Лунинецким Стефаном рукоположён в сан иеромонаха.
В июне 1995 года окончил семинарию и в августе того же года был зачислен на 1-й курс академии. В июне 1999 года окончил академию со степенью кандидата богословия, защитив диссертацию по кафедре патрологии на тему «Сотериология святого Иоанна Златоуста». После окончания Московской духовной академии оставлен в духовных школах преподавателем и регентом академического хора.
В августе 2000 года распоряжением Патриарха Московского и всея Руси Алексия II назначен проректором пастырских курсов, преобразованных впоследствии в Сретенскую духовную семинарию, при Сретенском монастыре в Москве и определён в братство обители. Пребывая в Сретенском монастыре, исполнял послушание благочинного монастыря и регента праздничного монастырского хора.
В 2003 году прошёл обучение в Российской Академии народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерациипо программе «Основы государственно-церковных отношений».
3 июня 2004 года, архиепископом Орехово-Зуевским Алексием (Фроловым), по благословению Патриарха Московского и всея Руси Алексия II в соборном храме Сретенского монастыря возведён в сан игумена.
28 декабря 2004 года, в день памяти священномученика Илариона, архиепископа Верейского, в соборном храме Сретенского монастыря Патриархом Московским и всея Руси Алексием II возведён в сан архимандрита.
Архиерейство
24 декабря 2004 года решением Священного синода по рапорту архиепископа Кемеровского Софрония (Будько) — определён быть епископом Прокопьевским, викарием Кемеровской епархии[1]. 26 марта 2005 года за литургией в храме Христа Спасителя патриархом Алексием II совершена его хиротония во епископа[2].
Решением Священного синода от 19 июля 2006 года назначен викарием Московской епархии, епископом Бронницким[3]; на том же заседании Синода почислен на покой правящий архиерей Кемеровский епархии Софроний[4].
Указом патриарха Алексия от 26 июля 2006 назначен настоятелем московского храма Рождества Иоанна Предтечи на Пресне.
Решением Священного синода от 6 октября 2008 года назначен епископом Гатчинским, викарием Санкт-Петербургской епархии, ректором Санкт-Петербургских духовных школ. 25 октября того же года вступил в должность ректора Санкт-Петербургских духовных школ[5].
Решением Священного синода от 12 марта 2013 года определено иметь титул «Петергофский»[6].
1 февраля 2014 года, в день пятилетия со дня интронизации патриарха Московского и всея Руси Кирилла, за литургией в храме Христа Спасителя патриархом возведён в сан архиепископа[7].
14 июля 2018 года решением Священного синода освобождён от должности ректора Санкт-Петербургских духовных школ и назначен ректором Московских духовных школ, определён быть викарием патриарха Московского и всея Руси[8].
7 ноября 2018 года по прибытии в Киев для участия в торжествах Киевской духовной академии, был задержан на пропускном пункте аэропорта и выдворен с территории Украины[9]. Отдел внешних церковных связей Московского патриархата по межправославным отношениям назвал инцидент следствием гипертрофированной шпиономании и «плодом недавних антиканонических решений Константинополя»[10]. Государственная пограничная служба Украины пояснила, что она «выполнила поручение одного из украинских правоохранительных органов о том, что данное лицо не может быть допущено на территорию Украины»[11].