Schließlich begann er damit, fiktive Filme zu produzieren und wurde für seine epischen Werke, insbesondere "Die letzten Tage von Pompeji" (1908), bekannt. 1911 fand bei der "Expo Internazionale", der Weltausstellung in Turin, wo Ambrosio auch seine Produktionsfirma "Film Ambrosio" unterhielt, der erste Filmwettbewerb der Geschichte statt und Ambrosio gewann den allerersten Filmpreis der Welt. Im nächsten Jahr ging er nach Russland und half die dortige Filmindustrie aufzubauen. In den späten 1910er Jahren gründete Ambrosio die "U.C.I.", eine Produktionsfirma, die zur Herstellung von Spektakeln wie "Theodora" (1919) verwendet wurde, jedoch waren sie im Allgemeinen erfolglos. Ambrosio zog sich vom Filmemachen 1943 zurück, nachdem er an die 14.000 Filme produziert hatte.