Chiamato alla armi nel 1939, fu mandato in Albania e in Grecia. Al momento dell'armistizio si trovava a Cefalonia come tenente del 33° Reggimento di artiglieria della Divisione "Acqui". Catturato dai tedeschi durante un combattimento, Ambrosini fu passato per le armi.
La MdO alla memoria gli è stata concessa con questa motivazione: "Comandante di batteria someggiata, fu tra i primi decisi assertori della lotta contro i tedeschi aprendo di iniziativa il fuoco contro il nemico. Durante tutta la battaglia per Cefalonia i suoi cannoni, schierati tra le unità di fanteria, tuonarono anche sotto i furiosi bombardamenti aerei, riuscendo a ritardare l'avanzata nemica. Benché ferito, continuava a rimanere in linea con i fanti, per meglio dirigere il fuoco. Catturato mentre tentava di raggiungere la sua linea pezzi, che si difendeva ad oltranza, sparando a zero, veniva fucilato sul posto, reo di avere combattuto per l'onore delle armi".