Ambroise Willaume est un chirurgien français.
Il est fils de Jean Claude, bourgeois de Metz, et de Jeanne Paulus.
Il participe aux guerres révolutionnaires et napoléoniennes. En 1794, il devient chirurgien de 3e classe. Deux ans plus tard, il est chirurgien de 2nde classe, et en 1797, de 1ère classe. Il est employé dans les hôpitaux militaires ainsi que dans les ambulances.
Il obtient son doctorat en 1805. La même année, il devient chirurgien principal du 6ème corps d'armée.
En 1811, il est nommé chirurgien en chef par intérim de la succursale de l'Hôtel des Invalides. Il devient ensuite chirurgien en chef et premier professeur de l'hôpital militaire d'instruction de Metz.

Il est élu adjoint correspondant de l'Académie de médecine pour la section de chirurgie le 5 juillet 1825.

Il est nommé chevalier de la Légion d'honneur en 1806 et officier en 1814.
Il est aussi chevalier de l'ordre du mérite civil de Wustemberg pour services rendus.