Выдающийся советский ученый, один из основателей теоретической астрофизики. В 1928г. окончил физико-математический факультет Ленинградского государственного университета. По окончанию аспирантуры работал в Ленинградском университете, где в 1934г. основал и возглавил первую в СССР кафедру астрофизики. Амбарцумян работал в области физики звезд и туманностей, звездной астрономии и динамики звездных систем, космогонии звезд и галактик. В 1939-1941гг. был директором обсерватории Ленинградского университета. В 1941г., будучи проректором ЛГУ, возглавил исследовательский филиал университета в г.Елабуга, куда были эвакуированы научные лаборатории университета. В 1939г. Амбарцумян был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР, а в 1953 — академиком Академии наук СССР. В 1946г. был основана Бюраканская астрофизическая обсерватория, и Амбарцумян стал ее первым директором. Продолжал руководство до 1988г.
Крупным вкладом ученого в астрономию явились исследования по статистике и динамике звездных систем, которые привели е созданию основ статистической механики звездных систем.
В 1995г. за цикл работ по динамике звездных систем Амбарцумян был награжден государственной премией Российской федерации. Большая серия работ ученого посвящена изучению межзвездной среды в Галактике, а также вопросам эволюции галактик — огромных звездных систем типа нашей галактики.
Научную работу В.А. Амбарцумян сочетал с активной педагогической деятельностью. Он — автор первого в СССР учебника «Теоретическая астрофизика» (1939) и соавтор курса «Теоретическая астрофизика» (1952), переведенного на многие языки.
Создал научные школы в Ленинграде и Бюракане, которые повлияли на развитее многих разделов астрономии.
В.Амбарцумян — популяризатор науки, автор целого ряда книг и статей по различным проблемам астрофизики. Имеет награды и звания: Дважды герой Социалистического Труда, две Сталинские премии, Государственная премия Российской федерации и другие.
В 1971г. В.А. Амбарцумян был награжден Большой Золотой медалью им. М.В. Ломоносова за выдающиеся достижения в области астрономии и астрофизики.