В 1824 году родители отдали Александра в первый класс Тамбовского Духовного училища, на полуказенное содержание как сына небогатого причетника. Здесь уже учился его старший брат Николай, которому начальство оставило фамилию «Гренков». Эта фамилия утвердилась и за Александром. Учился он хорошо и закончил курс первым по списку.

В июле 1830 года Александр Гренков, как один из самых лучших выпускников, был рекомендован к поступлению в Тамбовскую Духовную семинарию. Учение шло легко. Более всего он любил Священное Писание, богословские, исторические и гуманитарные науки. Именно в это время были заложены основы глубокого знания Слова Божия и святоотеческих творений, которое помогало старцу в его последующей жизни. Занятия в семинарии не отнимали у него много времени, он сохранял свой веселый нрав, часто бывал в светском обществе, где был интересным и веселым собеседником.

Во время учебы в семинарии Александр пережил тяжкое испытание: он сильно заболел, и надежды на выздоровление было мало. Все приготовились к самому худшему и послали за духовником. Он долго не ехал. Тогда Александр дал обещание Господу, что если он встанет здравым от одра болезни, то непременно пойдет в монастырь. Он никогда прежде не думал о монастыре и вдруг, неожиданно для себя, дал обет стать монахом. Господь внял его просьбе, он вскоре чудом поправился, но исполнить свой обет не спешил.

В июле 1836 года он успешно закончил семинарию и поступил домашним учителем в дом к богатому помещику, а 7 марта 1838 года был утвержден в должности учителя греческого языка в Духовном училище города Липецка. Как преподаватель Александр Михайлович оставил о себе добрую память: умный, вдумчивый, он был незаменимым воспитателем юных душ. Но для него самого это было время тяжелых переживаний: укоры совести о неисполненном обете все сильнее тревожили душу. Он искал утешения в молитве и все ночи молился пред иконою Царицы Небесной, именуемой «Тамбовская», прося Ее управить его дело.

Летом 1839 года, по дороге на богомолье в Троице-Сергиеву Лавру, Александр Михайлович вместе со своим другом Павлом Покровским заехал к известному Троекуровскому затворнику о. Илариону. Святой подвижник принял молодых людей и дал Александру вполне определенное указание: «Иди в Оптину, ты там нужен».

Впервые Александр приехал в Оптину Пустынь в октябре 1839 года. Он сразу же поспешил в церковь, а после Литургии — к старцу Льву, который с истинно христианской любовью принял Александра и одобрил его намерение служить Господу, благословив первое время жить в гостинице и переписывать книгу о борьбе со страстями «Грешных спасение» (перевод с новогреческого).

В ноябре в Липецком училище стало известно, куда пропал А. М. Гренков. Началась переписка смотрителя Липецкого училища, епископа Арсения Тамбовской и Калужской духовных консисторий, с А. М. Гренковым о его дальнейшем определении; и в январе 1840 года Александр перешел жить в монастырь.

Через полгода, 2 апреля 1840 года, его зачислили в число братии монастыря и одели в подрясник. Первое время послушник Александр был келейником и чтецом у преподобного старца Льва, затем работал в хлебне, варил хмелины (дрожжи), пек булки. Но недолго ему пришлось пожить в монастыре: в ноябре 1840 года его перевели в скит помощником повара, где он и трудился в течение года. Работа отнимала большую часть дня, и ему мало приходилось бывать на богослужениях, что и приучало его к внутренней непрестанной молитве.

Преподобный старец Лев перед своею кончиною, передавая послушника Александра преподобному старцу Макарию, сказал: «Вот человек больно ютится к нам, старцам. Я теперь уже очень слаб. Так вот я и передаю тебе его из полы в полу, владей им, как знаешь».

С осени 1841 года по 2 января 1846 года послушник Александр был келейником у преподобного Макария. К старцу приходилось ему по послушанию ходить каждый день, и он имел возможность советоваться с батюшкой по многим вопросам, поэтому его жизнь протекала внешне спокойно, и если были искушения, то благодаря исповеди и мудрым советам старца легко побеждались, а на душе восстанавливались мир и спокойствие.

Летом 1841 года послушник Александр был пострижен в рясофор, а 29 ноября 1842 года его постригли в мантию и нарекли Амвросием в честь святого Амвросия, епископа Медиоланского. 4 февраля 1843 года монаха Амвросия рукоположили во иеродиакона, а 9 декабря 1845 года епископом Николаем Калужским он был рукоположен во иеромонаха. Началось служение отца Амвросия у престола, которое всегда сопровождалось чувством глубокого благоговения.

Недолго ему суждено было приносить Господу Безкровную Жертву. Во время поездки в Калугу для рукоположения он сильно простудился и стал чувствовать постоянное недомогание. По временам он бывал так слаб, что во время Божественной литургии, когда причащал богомольцев, не мог держать потир в руке и, чтобы немного прийти в себя, возвращался на время в алтарь.

В декабре 1847 года иеромонах Амвросий был вынужден по состоянию здоровья выйти за штат, будучи признан неспособным к послушанию, и стал числиться на иждивении обители. С тех пор он не мог совершать Литургии, так как был очень слаб. Лечение не помогало, болезнь затягивалась. Вероятно, в это время он был келейно пострижен в схиму с сохранением имени Амвросия. Но тяжелая и продолжительная болезнь была явным действием Промысла Божия: ему открывался путь духовничества и старчества. Еще при жизни преподобного Макария, с благословения старца, некоторые из братии приходили к отцу Амвросию для откровения помыслов. Так старец Макарий постепенно готовил себе достойного преемника.

После кончины преподобного Макария 7 сентября 1860 года отец Амвросий переселился в домик вблизи скитской ограды, справа от колокольни. На западной стороне его была сделана пристройка, называемая «хибаркой», сюда к старцу за советом приходили женщины: в скит их не пускали. Более тридцати лет прожил здесь преподобный Амвросий, самоотверженно служа ближним.