Format a Roma, inicià el seu cursus honorum com a advocat del prefecte del pretori a Sírmium (365), d’on ràpidament passà a consularis (governador), de la Ligúria i de l’Emília (370), i residí a Milà, on, a la mort del bisbe Auxenci, fou aclamat com a successor d’ell, tot i ésser solament catecumen; acceptada la seva elecció, fou consagrat (374). La seva tasca pastoral superà els límits diocesans i intervingué activament en la defensa dels bisbes catòlics contra candidats arrians, i en la supressió dels últims vestigis d’arrianisme a Occident enfrontant-se amb l’emperador, que volia fer-li lliurar als arrians les dues basíliques milaneses més grans. La seva intervenció prop de l’emperador impedí que fos novament col·locada al Senat l'Ara Victoriae (384). Successius enfrontaments amb l’emperador culminaren en la penitència pública que fou imposada a Teodosi per Ambròs per haver ordenat la matança dels habitants de Tessalònica, revoltats contra el prefecte. Entre les seves obres exegètiques, de tendència al·legòrica, cal remarcar l'Hexaemeron, sobre els sis dies de la creació, i així mateix el tractat De officiis ministrorum (391), rèplica cristiana a l’homònima de Ciceró. En les obres dogmàtiques és generalment tributari dels pares de l’església grecs i aporta aspectes nous a la mariologia. És autor de dues obres de caire litúrgic, que equivalen a les catequesis baptismals: el De mysteriis i el De sacramentis. El conjunt de la seva obra pastoral i doctrinal li ha valgut l’ésser considerat un dels quatre grans pares occidentals i doctor de l’Església. Fou creador i difusor d’himnes en llengua llatina, tres dels quals foren incorporats a la litúrgia romana (Aeterne rerum conditor, Splendor paternae gloriae, Aeterni Christi munera), peces estròfiques regulars (estrofes de quatre versos octosíl·labs iàmbics), amb melodies simples i populars que pogueren arrelar fàcilment en les comunitats cristianes. Promogué també el cant antifònic dels salms. L’any 385, durant el setge de Milà pels arrians, aprofità l’ocasió singularíssima que tingué per a ensenyar himnes i salms als seus fidels mentre aquests estigueren quaranta-vuit hores reclosos dins la seva basílica. La seva festa se celebra el 7 de desembre.