Очевидец последних часов жизни старца Амвросия рассказывает, что в последнюю ночь старец шептал молитву вплоть до утра; в три часа утра жар начал спадать, но вместе с тем последние силы начали оставлять старца. Его взор начал останавливаться на какой-то точке, губы перестали шевелиться, пульс становился слабее. В одиннадцать часов прочитали отходную молитву. Через несколько минут началась агония: ноги вытянулись, присутствующие могли заметить, что старец быстро взглянул на лево и быстро же отвернулся, страдальчески скосив лицо как бы от испуга или от острой боли. Правой рукой он будто отмахнулся, бросив ее к левому плечу, и, повернул голову вправо, просиял, лицо осветилось, и он чуть-чуть улыбнулся. Лицо старца начало покрываться мертвенной бледностью - старец умирал. Дыхание становилось все реже и реже. Вскоре он сильно вздохнул; через несколько минут вдох повторился, после этого батюшка поднял правую руку, слабо перекрестился и вздохнул в третий и последний раз. Душа великого старца-подвижника оставила его многострадальное тело. Все присутствующие в священном трепете стояли вокруг одра своего духовного отца, никто не решался нарушить священную тишину, во время которой произошла тайна разлучения души с телом; все молчали, а "святая душа его была уже далеко: она тихо отлетела в иной мир и предстала престолу Всевышнего, в сиянии той любви, которой он полон был на земле".
Через несколько минут после кончины батюшки вся обитель погрузилась во всеобщий стон. Невозможно словом описать горе сестер, для которых старец Амвросий был единственной опорой в их тяжелой земной участи.
В этот же день было разослано множество телеграмм во все концы России с извещением о кончине старца. Была послана телеграмма и Калужскому епископу Виталию, но она застала его уже на дороге в Шамординскую обитель. Владыка выехал из Калуги в половине двенадцатого, в то самое время, когда скончался старец. Узнав о смерти о.Амвросия, Преосвященный произнес: "Теперь я вижу, что это старец меня пригласил на отпевание; простых иеромонахов не отпевают епископы, но этот старец так велик, что его непременно должен отпевать епископ. Меня доктора отпустили с условием, чтоб я нигде не служил, но я считаю обязанностью отпевать старца".
Сразу же после кончины старца в соседней комнате начали читать попеременно псалтырь по усопшему. 11-го октября в Шамординской обители, Оптиной Пустыни и многих других местах были отслужены заупокойные литургии. После литургии началось непрерывное служение панихид, во время которых непрестанно прибывавшие почитатели старца изливали горячие молитвы об упокоении его души и в этом находили облегчение своему безутешному горю. Панихиды большей частью служили представители белого духовенства, съехавшиеся из окрестных сел и городов. Они считали за честь отслужить панихиду по великом старце. Белевский женский монастырь прислал свой хор певчих. Уставших шамординских певчих сменяли белевские, затем пели воспитанницы приюта, пели оптинские монахи, пели, наконец, все, кто мог петь, и как придется, потому что все-таки не хватало сил служить все панихиды. В два часа гроб с телом почившего старца перенесен из настоятельского корпуса в храм. Народ нескончаемой вереницей стал подходить к гробу и, прощаясь с великим печальником, воздавал ему последнее целование. Многие приносили своих детей и прикладывали их ко гробу. Приносили также платки, куски холста и разные вещи, прикладывали их к телу праведника и, как великую святыню, уносили обратно.
Отпевание было назначено на 13-го октября. К этому дню в обитель съехалось множество почитателей старца. Приехали многие настоятели и настоятельницы соседних монастырей, иеросхимонахи и священники соседних обителей и приходов, большинство из них были учениками и ученицами покойного. В этот же день утром прибыл для совершения отпевания епископ Виталий. Он вошел в храм неожиданно. В это время совершалась очередная панихида и пели "аллилуйя" (по окончании "Благословен еси Господи"). Так исполнилось пророческое слово о.Амвросия, что при встрече архиерея сестры споют ему "аллилуйя".
Преосвященный Виталий отслужил в этот день в храме обители заупокойную литургию в сослужении многочисленного духовенства. После запричастного стиха студент Московской Духовной Академии иеромонах Григорий (Борисоглебский) произнес пространное слово, в котором он прекрасно рассказал о значении старца Амвросия для русского монашества и всего русского народа. Несколько раз вдохновенные слова молодого проповедника заглушались рыданиями присутствующих в храме.