La sera dell'11 luglio 1979, rincasando dopo una serata trascorsa con amici, Ambrosoli fu avvicinato sotto il portone della sua casa, in via Morozzo della Rocca 1, da uno sconosciuto. Questi si scusò e gli esplose contro quattro colpi 357 Magnum. A ucciderlo fu un malavitoso statunitense inviato su ordine di Pippo Calò Capo della Cupola Corleonese di Cosanostra.