Когда мальчику исполнилось 12 лет, родители отдали его в первый класс Тамбовского духовного училища. Учился он хорошо и закончил курс первым по списку. По окончании училища Александр в 1830 году поступил в Тамбовскую духовную семинарию. Учение шло легко. Более всего он любил Священное Писание, богословские, исторические и гуманитарные науки. Именно в это время были заложены основы глубокого знания Слова Божия и святоотеческих творений, которое помогало старцу в его последующей жизни.
За год до окончания семинарии Александр сильно заболел, так что надежды на выздоровление было мало. Все приготовились к самому худшему и послали за духовником. Тогда Александр дал обещание Господу, что если выздоровеет, то непременно пойдет в монастырь. Он никогда прежде не думал о монастыре и вдруг, неожиданно для себя, дал обет стать монахом. Юноша выздоровел, но исполнить обет не спешил.
В 1836 году он успешно закончил семинарию и поступил домашним учителем в дом к богатому помещику, а 7 марта 1838 года был утвержден в должности учителя греческого языка в Духовном училище города Липецка. Как преподаватель Александр Михайлович оставил о себе добрую память: умный, вдумчивый, он был незаменимым воспитателем юных душ. Но для него самого это было время тяжелых переживаний: укоры совести о неисполненном обете все сильнее тревожили душу. Вот как сам старец описывал свое состояние в то время: «После выздоровления я целых четыре года все жался, не решался сразу покончить с миром, а продолжал по-прежнему посещать знакомых и не оставлял своей словоохотливости». Он искал утешения в молитве и все ночи молился пред иконой Царицы Небесной, именуемой «Тамбовская».
Летом 1839 года по дороге на богомолье в Троице-Сергиеву Лавру Александр заехал за советом к троекуровскому затворнику Иллариону, и старец сказал ему: «Иди в Оптину, ты там нужен».
Вернувшись в Липецк, Александр продолжал еще сомневаться, пока не решился окончательно в октябре 1839 года, уйдя из дома в Оптину тайно от всех.
Приехав в Оптину Пустынь, Александр пошел к старцу Льву, который с христианской любовью принял Александра и благословил первое время жить в гостинице и переписывать книгу о борьбе со страстями «Грешных спасение» (перевод с новогреческого). 2 апреля 1840 года его зачислили в число братии монастыря и одели в подрясник. Первое время послушник Александр был келейником и чтецом у преподобного старца Льва, затем работал в хлебне, варил хмелины (дрожжи), пек булки. Но недолго ему пришлось пожить в монастыре: в ноябре 1840 года его перевели в скит помощником повара, где он и трудился в течение года. Работа отнимала большую часть дня, и ему мало приходилось бывать на богослужениях, что и приучало его к внутренней непрестанной молитве.
Преподобный старец Лев перед своею кончиной, передавая послушника Александра преподобному старцу Макарию, сказал: «Вот человек больно ютится к нам, старцам. Я теперь уж очень стал слаб. Так вот я и передаю тебе его из полы в полу, владей им, как знаешь».
С осени 1841 года по 2 января 1846 года послушник Александр был келейником у преподобного Макария. Он помогал старцу в обширной переписке, что впоследствии помогло и ему самому при духовном окормлении многочисленной паствы.
Летом 1841 года послушник Александр был пострижен в рясофор, а 29 ноября 1842 года – в мантию с именем Амвросий в честь святителя Амвросия Медиоланского. 4 февраля 1843 года монаха Амвросия рукоположили в иеродиакона, а 9 декабря 1845 года епископом Николаем Калужским он был рукоположен в иеромонаха. Практически сразу после посвящения о. Амвросий тяжело заболел. В октябре 1846 года он был тайно пострижен в схиму с сохранением прежнего имени и вскоре был вынужден по состоянию здоровья выйти за штат монастыря и стал числиться на иждивении обители. С тех пор он не мог совершать Литургии, так как был очень слаб. Лечение не помогало, болезнь затягивалась. Но тяжелая и продолжительная болезнь была явным действием Промысла Божия: ему открывался путь духовничества и старчества. Еще при жизни преподобного Макария, с благословения старца, некоторые из братии приходили к отцу Амвросию для откровения помыслов. Так старец Макарий постепенно готовил себе достойного преемника.
После кончины преподобного Макария 7 сентября 1860 года отец Амвросий переселился в домик вблизи скитской ограды, справа от колокольни. На западной стороне его была сделана пристройка, называемая «хибаркой», сюда к старцу за советом приходили женщины: в скит их не пускали. Более тридцати лет про жил здесь преподобный Амвросий, самоотверженно служа ближним.
Повседневная жизнь преподобного Амвросия начиналась с келейного правила. Он вставал в четыре часа утра, приходили келейники и прочитывали утренние молитвы, двенадцать избранных псалмов и первый час. После непродолжительного отдыха старец слушал часы: третий, шестой с изобразительными и, смотря по дню, канон с акафистом Спасителю или Божией Матери, которые он выслушивал стоя. Вечернее молитвенное правило состояло из малого повечерия, канона Ангелу Хранителю и вечерних молитв.
За советом, и утешением к старцу обращались не только простые люди, но и известные общественные деятели и писатели: Ф.М. Достоевский, В.С. Соловьев, К.Н. Леонтьев, Л.Н. Толстой, М.Н. Погодин,