Ambühl debütierte im Jahr 2000 mit dem HCD in der Nationalliga A. Bis 2009 gewann er mit den Bündnern vier Meistertitel.
Nach einem Abstecher nach Nordamerika und einem weiteren Meistertitel mit den ZSC Lions kehrte er auf die Saison 2013/14 nach Davos zurück, wo er seit der Meistersaison 2014/15 als Captain amtet und endgültig zur Identifikationsfigur avancierte.
Am drittmeisten Länderspiele
Für die Nationalmannschaft bestritt Ambühl 255 Länderspiele. Mit Mathias Seger (305) und Ivo Rüthemann (270) haben nur zwei Spieler mehr Länderspiel-Einsätze vorzuweisen.
Im letzten Frühjahr stand der 35-jährige Stürmer erstmals seit 2004 nicht im Kader für die Weltmeisterschaft. Dazu nahm Ambühl mit der Schweiz viermal an Olympischen Spielen teil.