Amundsen var cand. real. fra UiO og tok doktorgraden (dr. philos.) i 1969. Han ble førsteamanuensis ved Fysisk institutt samme år og var professor ved instituttet i perioden 1991-2002. Han var bestyrer av Fysisk Institutt 1980-1983 og deretter dekanus ved Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet (UiO) 1984-1990 og medlem av Det akademiske kollegium.