Ambrosini chegou a cogitar uma transferência par a Fiorentina devido à falta de espaço no Milan, mas mudou de ideias após a semifinal da Liga dos Campeões contra o Manchester United. Ele renovou seu contrato com os "Rossoneri" até 2010. O Milan avançou para a final e foi campeão após vencer o Liverpool por 2 a 1, com Ambrosini sendo titular. Pouco depois, devido a ausência de Paolo Maldini, Ambrosini foi capitão do Milan na Supercopa da UEFA de 2007, vencendo o Sevilla por 3 a 1.