En ambulansstyrka från East Midlands hittade soptunnan när de försökte åka till sjukhuset i Leicester.
Avfallsvätska hade läckt in i kabinen, vilket tvingade fordonet att kräva en djup ren.
Ambulansen togs ur tjänst och en andra ambulans ringdes. EMAS sade att åtgärden kunde ha äventyrat liv.
Besättningen svarade på ett samtal i Narborough Road, Leicester, tidigt på måndagen.
Polisen underrättades och ambulansen återvände till servicen nästa dag.
Tim Hargraves, en EMAS-chef baserad i Leicestershire, sade: "Detta beteende är äckligt och kan i slutändan sätta liv i fara när detta fordon togs av vägen.
"Våra besättningar arbetar långa timmar under utmanande omständigheter och förtjänar att behandlas med respekt.
"Vi ska samarbeta med Leicestershire-polisen för att stödja förfrågningar."
Ett Facebook-inlägg på EMAS-sidan fick mer än 1 500 meddelanden om stöd och delades mer än 4 000 gånger.
En soptunna med sopor dumpades på framsätena i en ambulans som sjukvårdare behandlade en patient i ryggen.