Амбросио О’Хиггинс родился в Ирландии в городе Болинари, графство Слайго и происходил из древнего аристократического рода. Его семья владела крупными наделами земли в графствах Слайго, Уэстмит и Мейо, но после вторжения Кромвеля в Ирландию большинство наделов было отобрано. Из-за политики Великобритании в отношении ирландских католиков семья О’Хиггинс вынуждена была покинуть свои земли, в конце концо, из-за притеснений, в 1751 году О’Хиггинс уехал в католическую Испанию в город Кадис где работал в торговом доме. В 1756 году О’Хиггинс эмигрировал в Испанскую Америку.
О’Хиггинс прибыл в вице-королевство Рио-де-ла-Плата (современная Аргентина), там он поступил на службу в испанские колониальные органы власти, сначала он работал чертёжником, а потом уже стал инженером кораблестроителем.
Вскоре, другой ирландский наёмник на службе у испанцев, Джон Гарланд убедил его переехать в Чили где как он считал его карьера быстрее пойдёт в гору. В конце 1730-х годов О’Хиггинс уже служил в испанской армии в Чили в нижних чинах. Карьерный рост О’Хиггинс действительно пошёл в гору и в 1788 году О’Хиггинс стал губернатором Чили.
Его правление в Чили считают одним из самых удачных периодов в развитии колонии, удачно приспособившись к условиям которые выдвигали в метрополии О’Хиггинсу удавалось успешно сочетать деспотичный стиль правления с прогрессом в экономике колонии. В число его заслуг в колонии относят развитие рыбной ловли, сельского хозяйства, а также горной промышленности.
В заслуги ему ставится также отмена трудовой повинности среди коренного населения Чили, которая произошла в 1791 году.
В правление О’Хиггинса и при его активном участии были основаны города Ильяпель, Комбарбала, Вальенар и Лос-Андес.
Проводя политику мира в отношении коренного населения ему удалось расширить фактические территории колонии и основать на юге страны такие города как Конститусьон, Линарес, Парраль. Также им был восстановлен город Осорно, за это впоследствии он получил титул маркиза Осорно. В городах Саньяго и Вальпараисо в его правление была значительно улучшена инфраструктура, а также построена дорога между этим крупнейшими городами страны, часть этой дороги используется до сих пор.
Во время его губернаторства в Чили он имел отношения с Исабель Рикельме из креольской аристократической семьи, которая родила ему сына Бернардо О’Хиггинс. Хоть Амбросио О’Хиггинс никогда официально и не признал сына, но оплатил ему учёбу в Англии, а также оставил ему в наследство имущество в Перу и Чили. Бернардо О’Хиггинс станет впоследствии лидером борьбы за независимость Чили от испанской короны.
В 1796 году Амбросио О’Хиггинс был назначен на должность вице-короля Перу. Перу было тогда самой развитой и самой богатой колонией Испании, а становившийся вице-королём был самым известным и влиятельным колониальным чиновником в Испании. Фактически это был высший и самый престижный пост в испанских колониях. Этот пост О’Хиггинс занимал до самой своей смерти в Лиме в 1801 году.
В честь Амбросио О’Хиггинса названы несколько географических объектов, например город Вальенар в Чили (Вальенар - испанизированное Болинари).