Промыслительно и последние дни своей жизни старец провел в Шамординской обители. В последнее время он был очень слаб, но никому не верилось, что он может умереть, так он всем был нужен. «Батюшка ослабел. Батюшка захворал», — слышалось во всех концах монастыря. У старца сильно заболели уши и ослаб голос. «Это последнее испытание», — сказал он. Болезнь постепенно прогрессировала, к боли в ушах прибавилась еще боль в голове и во всем теле, но старец письменно отвечал на вопросы и понемногу принимал посетителей. Вскоре всем стало ясно, что старец умирает.
Видя, что старец совсем приблизился к исходу, о. Иосиф поспешил отправиться в скит, чтобы взять оттуда хранившиеся в келлии старца для его погребения вещи: мухояровую старую мантию, в которую он некогда был облачен при пострижении, и власяницу, да еще холщовую рубашку старца Макария, к которому батюшка о. Амвросий, как выше сказано, во всю свою жизнь питал глубокую преданность и уважение. В этой рубашке была собственноручная надпись старца Амвросия: «По смерти моей надеть на меня неотменно».
Как только кончили отходную, и старец начал кончаться. Лицо стало покрываться мертвенной бледностью. Дыхание становилось все короче и короче. Наконец, он сильно потянул в себя воздух. Минуты через две это повторилось. Затем Батюшка поднял правую руку, сложил ее для крестного знамения, донес ее до лба, потом на грудь, на правое плечо и, донеся до левого, сильно стукнул об левое плечо, видно потому, что это ему стояло страшного усилия, дыхание прекратилось. Потом он еще вздохнул в третий и последний раз. Было ровно половина 12–го часа дня 10 октября 1891 года.
Долго еще стояли окружающие одр мирно почившего старца, боясь нарушить торжественную минуту разлучения праведной души с телом. Все находились как бы в оцепенении, не веря себе и не понимая: что это — сон или правда. Но святая душа его уже отлетела в иной мер, дабы предстоять Престолу Всевышнего в сиянии той любви, которой он полон был на земле. Светел и покоен был его старческий лик. Неземная улыбка озаряла его. Сбылись слова прозорливого старца: «Вот, целый век свой я все на народе — так и умру».
От тела покойного вскоре стал ощущаться тяжелый мертвенный запах. Впрочем, об этом обстоятельстве давно еще он прямо говорил своему келейнику о. Иосифу. На вопрос же последнего, почему так, смиренный старец сказал: «Это мне за то, что в жизни я принял слишком много незаслуженной чести».
Но то дивно, что чем долее стояло в церкви тело почившего, тем менее стал ощущаться мертвенный запах. От множества народа, в продолжении нескольких суток почти не отходившего от гроба, в церкви была нестерпимая жара, которая должна была бы способствовать быстрому и сильному разложению тела, а вышло наоборот. В последний день отпевания старца от тела его уже стал ощущаться приятный запах, как бы от свежего меда.
Смерть старца была всероссийским горем, но для Оптиной и Шамордина и для всех духовных чад оно было безмерно.
Ко дню погребения скопилось в Шамордино до восьми тысяч народу. После литургии епископ Виталий в сослужении тридцати священнослужителей совершил чин отпевания. Семь часов продолжалось перенесение тела почившего старца. В течение всего этого времени свечи у гроба ни разу не погасли и даже не слышно было обычного треска, который бывает, когда капельки воды попадают на фитиль горящей свечи (шел сильный дождь). При жизни своей старец Амвросий был светильником, который в любых жизненных условиях ярко светил светом своих добродетелей истомившемуся от греховной жизни человечеству, и вот теперь, когда его не стало, Господь горением свечей в ненастную дождливую погоду засвидетельствовал всем еще раз о святости его жизни.
14 октября вечером гроб с телом почавшего старца был внесен в Оптинский монастырь, 15 октября по совершении литургии и панихиды гроб был поднят на руки священнослужителями и в преднесении святых икон и хоругвей погребальное шествие направилось к приготовленной могиле. Погребен был старец Амвросий рядом со своими предшественниками по старчеству о. Леонидом и о. Макарием. К лику святых угодников Божиих старец Амвросий был причислен на Поместном Соборе Русской Православной Церкви в 1988 году.
Живет старец Амвросия вечной жизнью, как получивший велие дерзновение ко Господу, и никогда не угаснет в народном сознании память об этом великом молитвеннике земли Русской.
Епархия в городе Владимире–Волынском учреждена была еще равноапостольным князем Владимиром, и св. Амфилохий был третьим из известных теперь Владимиро–Волынских епископов.