Ambrose speelde twee wedstrijden op de Olympische Zomerspelen 2008, waar Nigeria een zilveren medaille behaalde. Op 10 februari 2013 won hij met Nigeria het Afrikaans kampioenschap voetbal 2013 na een 1–0 overwinning op Burkina Faso. Ambrose nam in juni 2014 met zijn land deel aan het wereldkampioenschap voetbal 2014 in Brazilië. Hij speelde elke wedstrijd volledig mee in de groepsfase met een gelijkspel tegen Iran (0–0), een overwinning op Bosnië en Herzegovina (1–0) en een nederlaag tegen Argentinië (2–3). Nigeria plaatste zich zodoende voor de achtste finale: Ambrose verloor met zijn land die wedstrijd op 30 juni 2014 van het Frans voetbalelftal.