В сентябре болезнь усилилась так, что отец Амвросий потерял и слух, и голос, начались его предсмертные страдания – столь тяжелые, что подобных им, как признавался сам старец, он во всю жизнь не испытывал. 8/21 октября его соборовали, а на следующий день причастили.
Этой ночью одна из близких учениц старца несколько раз входила вместе с другой монахиней в комнату батюшки посмотреть на больного, и их обеих поразило необыкновенно светлое выражение его лица: глаза были пристально устремлены вдаль, он как будто бы беседовал с кем-то невидимым.
Узнав о крайне тяжелом состоянии старца Амвросия, в Шамордино приехал настоятель Оптиной пустыни архимандрит Исаакий. На следующий день, 10/23 октября 1891 года, в половине двенадцатого, старец, три раза вздохнув и с трудом перекрестившись, скончался.
Шамординская обитель и Оптина пустынь погрузились в глубокую скорбь, вскоре о кончине старца стало известно по всей России. Гроб с телом почившего был установлен в Шамординском храме, здесь совершались заупокойные службы. В монастырь прибыл Преосвященный Виталий, епископ Калужский. Похоронить старца решено было в Оптиной пустыни.
Погребение старца Амвросия было назначено на 15/28 октября, накануне гроб с его телом должны были перенести из Шамордино в Оптину пустынь. По окончании заупокойной литургии и панихиды, в 11-м часу дня, гроб был поднят руками сестер, поставлен на носилки и, в сопровождении икон и хоругвей, сначала обнесен вокруг церкви, а затем через весь монастырь, мимо настоятельского корпуса и заложенного при старце каменного собора, направился в Оптину пустынь.
Погода в этот день была ненастная. Холодный осенний ветер пронизывал насквозь, шел непрерывный дождь. Гроб несли попеременно то сестры общины, то оптинские монахи, то мирские духовные чада батюшки. Тысячи людей шли и ехали за гробом.
Шествие было медленное. Когда подходили к лежащим на пути селам, в храмах начинался погребальный колокольный перезвон, священники в облачениях, с хоругвями и иконами, выходили навстречу. Местные жители присоединялись к погребальному шествию. Это торжественное перенесение тела почившего старца, по замечанию очевидцев, скорее напоминало перенесение мощей.
Чин отпевания был совершен во Введенском соборе. На погребение съехалось около 8 тысяч человек. 15 октября тело старца было предано земле с юго-восточной стороны Введенского собора, рядом с его учителем иеросхимонахом Макарием. Примечательно, что именно в этот день, 15 октября, всего за год до кончины, старец Амвросий установил праздник в честь чудотворной иконы Божией Матери «Спорительница хлебов».
Над могилой старца со временем была возведена небольшая часовня, внутри которой с левой стороны помещался белый мраморный надгробный памятник с надписью, точно определяющей значение старца: «Для немощных был как немощный, чтобы приобрести немощных». (1 Кор. 9, 22).
Сразу же после кончины отца Амвросия начали совершаться чудеса по молитвам к нему, старец, как и при жизни, исцелял, наставлял, посылал утешение. Часовня над его могилой стала местом паломничества со всех концов России.
6 июня 1988 года на Поместном Соборе Русской Православной Церкви Амвросий был причислен к лику святых с установлением всероссийского почитания. 16 октября 1988 г. при раскопках в Оптиной пустыни были обретены честные останки одного из оптинских старцев, ошибочно принятые за останки Амвросия и впоследсвие опознанные как останки преподобного Иосифа (Литовкина).
