Seuratasolla HC Davosia edustava Andres Ambühl teki pääsarjadebyyttinsä kaudella 2000−01, jolloin hän pelasi kolme ottelua kotikaupunkinsa seurassa. Hän edusti HC Davosia aina vuoteen 2009 asti, jolloin hän lähti tavoittelemaan NHL-paikkaa New York Rangersin riveistä. Kausi sujui kuitenkin kokonaan AHL:ssä Hartford Wolf Packin joukkueessa.
Ambühl palasi Sveitsiin, mutta tällä kertaa ZSC Lionsiin. Hän pelasi Zürichissä kolme kautta ennen paluutaan Davosiin, jossa nyt on menossa 12. peräkkäinen kausi. Sveitsin pääsarjaotteluita Ambühlille on kertynyt 1084 ja pisteitä niissä 631. Tällä kaudella runkosarjaotteluita on jäljellä vielä seitsemän. Ottelutilastossa Ambühl pitää kärkipaikkaa ja kaikkien aikojen pistepörssissä hän on kuudentena.
Ambühlin maajoukkueura hakee vertaistaan. Hän on pelannut 19 miesten MM-kisat ja niissä 141 ottelua, jotka ovat ennätyksiä. Vuonna 2004 tapahtuneen MM-debyytin jälkeen väliin ovat jääneet vain vuoden 2018 kisat, minkä lisäksi vuoden 2020 MM-kisat peruttiin. Ambühlillä on kaksi MM-hopeaa, vuosilta 2013 ja 2024. Lisäksi hän oli saavuttamassa U18-ikäluokan MM-hopeaa vuonna 2001.
Viime vuoden MM-kisojen aikana hän ohitti Raimo Helmisen nimissä olleen miesten maaotteluiden ennätyksen. Maaotteluita Ambühlillä on nyt tilillään 337. Olympiakisoissa Ambühl pelasi viidesti.
