Cuando apenas tenía 30 años fue nombrado gobernador de todo el norte de Italia, con residencia en Milán, y posteriormente, fue elegido Obispo de esta ciudad por clamor popular. San Ambrosio se negó a aceptar el cargo pues no era sacerdote, pero se hicieron memoriales y el Emperador mandó un decreto señalando que el santo debía aceptar ese cargo. Desde entonces se dedicó por horas y días a estudiar las Sagradas Escrituras hasta llegar a comprenderla maravillosamente.
San Ambrosio componía hermosos cantos y los enseñaba al pueblo; además, escribió muy bellos libros explicando la Biblia, y aconsejando métodos prácticos para progresar en la santidad. Especialmente famoso se hizo un tratado que compuso acerca de la virginidad y de la pureza. Además de su sabiduría para escribir, tenía el don de la diplomacia siendo llamado muchas veces por el alto gobierno como embajador del país para obtener tratados de paz cuando se suscitaba algún conflicto.
San Ambrosio falleció el viernes santo del año 397, a la edad de 57 años.