Тяжело заболев, о.Амвросий терпеливо нес тяжкий крест болезней до самой кончины. В 1871 году из-за геморроидальных истечений старец настолько обессилел, что долгое время не мог сам переходить их кельи в келью и был вынужден передвигаться с помощью келейников. К этому еще надо добавить, что старец был очень чувствителен к перемене температуры и при небольших изменениях быстро простуживался. Старец сам говорил: "Жару и холод равно не выношу. В меру только один семнадцатый градус, а выше и ниже дурно влияет". В зимнее время, не выходя из кельи, старец часто получал сильную простуду от одного холодного воздуха, если посетители, не обогревшись, входили к нему прямо с улицы. Старец также страдал расстройством желудка, так что даже небольшое количество пищи (обычно старец съедал не более чем может съесть трехлетний ребенок) вызывало у него рвоту. В одном из писем старец писал: "Болезненные прижимки во всем теле есть, и от холоду и от невольного голоду. Много вещей есть, да многое нельзя. Слабый желудок и неисправные кишки не дозволяют. Впрочем, по старой привычке, я все-таки понуждаюсь есть, хотя после и приходится большую тяготу понесть от головной боли и от рвотной доли". Старца мучила также испарина, по причине которой он часто менял белье и носки. В довершение всего чувствовалась постоянная слабость, невозможность хоть малое время стоять на ногах. Все эти недуги лишали старца возможности совершать Божественную литургию, о чем он очень скорбел. Доктора, которые по просьбе лиц, любивших старца, навещали его, всегда говорили, что его болезни особенные. "Если бы вы спрашивали меня о простом больном, - говорил один из них, - я бы сказал, что остается полчаса жизни, а он, может быть, проживет и годы". Старец существовал благодатию. Он не отказывался от медицинской помощи. У себя в келье он имел полочку, заставленную разными лекарствами, но всю надежду возлагал на Господа и Его Пречистую Матерь.
Во время тяжелых болезней, по просьбе старца, в его келье служились молебны перед чудотворными иконами Божией Матери, которые приносились по этому случаю из других мест. Так, в 1871 году (как уже говорилось, старец тяжело болел в этом году) из Козельска приносилась чудотворная икона Божией Матери "Ахтырская"; из Мещевского Георгиевского монастыря - икона "Всех скорбящих Радосте"; из села Калуженки - "Калуженская". По заказу почитателей старца, на Афоне была написана и доставлена в его келью икона св. великомученика Пантелеимона, молитвы перед которой доставляли ему значительное облегчение. И часто болезнь старца, подолгу беспокоившая его и не уступавшая никаким врачебным средствам, в таких случаях прекращалась. О том, как страдал старец, видно из его слов, которые однажды невольно вырвались у него: "Если я скажу иногда про свое здоровье, то только часть. А если б знали все, что я чувствую... Иногда так прижмет, что, думаю, пришел конец". Старец терпеливо и со смирением переносил все испытания. Часто от него можно было слышать: "Терпел Моисей, терпел Елисей, терпел Илия, так потерплю же и я".
Только в молитве старец находил утешение в поддержку своим крайне слабым силам. Но сам старец о своей молитве говорил так: "Вот в Глинской пустыне умер один старец, так у него часа три после смерти рука все перебирала четки. А я вот, грешный, и не знаю, когда только их перебирал, - добавил батюшка со вздохом и печально махнул рукой. - Я даже и в монастыре-то, пожалуй, всего только один год прожил". Но как много мы находим в его жизнеописании свидетельств горячей, слезной молитвы старца Амвросия. Например, когда в его келье отправлялся молебен с акафистом перед чтимой им келейной иконой Богоматери "Достойно есть", он умиленно взирал на благодатный лик Царицы Небесной, и все видели, как слезы струились по его исхудалым щекам. Когда он молился, все лицо его преображалось, и он погружался в созерцание неизреченной славы небесной. Один раз келейник старца, подходя к нему под благословение в конце утреннего правила, увидел лицо старца светящимся. Позже он по своей простоте спросил его: "Или вы, батюшка, видели какое видение?!" Старец, не сказав ему ни слова, только слегка стукнул его по голове рукой (это было знаком особенного старческого благоволения). Старец Амвросий всегда имел особое благоговение к Божией Матери, как к единой всемощной Предстательнице и Заступнице рода христианского пред Ее Сыном, Царем и Господом. Поэтому ни одного Богородичного праздника не пропускал он без того, чтобы не отправить пред Ее святой иконой келейного бдения.