Diplomato in ragioneria, si impiegò presso una ditta di tessuti. Appassionato di fotografia, poco più che trentenne si spostò a Basilea dove si specializzò in tale settore. Ritornato nel 1902 a Torino, abbandonò il suo lavoro di impiegato ed aprì un negozio di articoli ottici e fotografici. Ben presto si appassionò ad un altro settore, la cinematografia, e nel 1904 andò in Francia, Inghilterra e Germania per acquisire maggiore conoscenza e familiarità con il nuovo mezzo che si stava sviluppando, e questo portò Ambrosio nel 1905 a fondare la Ambrosio e C., che l’anno dopo trasformò nella casa cinematografica Società Anonima Ambrosio, detta Ambrosio Film, fra le prime case di produzione cinematografica in Italia, dotata di uno stabilimento di produzione. I primi suoi collaboratori furono inizialmente Giovanni Vitrotti e Roberto Omegna, ai quali si aggiunse poi Luigi Maggi. Fu così il primo grande produttore cinematografico nazionale.

Più avanti negli anni la rivista di cinematografia “Reporter Objectif” lo intervistò e gli chiese se sapeva chi aveva inventato la Leica, rispose: “Ah si, sono stato io”. Il giorno dopo portò al giornalista una macchina fotografica che aveva costruito nel 1915. Realizzata con due tempi d’otturazione, istantanea e posa B e gli disse:” Sai, sul set avevo una sceneggiatrice che si dimenticava di scrivere la metà dei dettagli delle scene girate. Così ho pensato di prendere la pellicola cinematografica e fotografare le mie scene”. Ogni giorno Ambrosio fotografava tutte le scene con la sua macchina fotografica. In serata sviluppava la pellicola e stampava le immagini. Il giorno successivo sapeva esattamente cosa aveva fatto il giorno prima e come doveva effettuare i collegamenti e la “continuity” (mantenere la continuità delle scene) del film. “Delle dieci macchine fotografiche che ho realizzato, ne ha tenute tre per me. Ho dato gli altri sette modelli ai miei amici. Ma nessuno le usava. Il negativo era troppo piccolo…”. A dimostrazione che un’invenzione deve arrivare sempre al momento giusto. La fotocamera Ambrosio non avrebbe molto interesse se non fosse che fu la prima fotocamera a utilizzare pellicole 35 mm e non la Leica. Tuttavia, Ambrosio non viene mai citato nella storia della fotografia.