Férue de chant depuis son plus jeune âge, Ambroisine Bré découvre le lyrique à travers sa grand-mère chantonnant des airs de la Callas. À 11 ans, elle suit un parcours musical intra-scolaire à la Maîtrise de Sainte-Anne d'Auray. À 16 ans, elle est encouragée par son professeur de chant à entrer au CRR de Paris. Après l'obtention d'un DEM de chant, elle est admise première nommée à l'unanimité au CNSMDP. Elle y étudie auprès d'Anne le Bozec le répertoire du Lied et de la mélodie, elle interprète Auretta dans L'Oca del Cairo (Mozart) mené par Catherine Puig au Festival de Saintes.

En 2012, elle incarne la Ciesca et la Badessa dans Gianni Schicchi et Sœur Angélique (Puccini) dirigé par Pierre-Michel Durand dans une mise en scène de Florence Guignolet. La même année, elle est invitée à la vingtième édition du Festival de Suresnes Cité Danse pour y chanter des airs baroques. Elle retrouve Pierre-Michel Durand l'année suivante lors des 25e Journées Lyriques de Chartres et d'Eure et Loir où elle est Zerline dans Don Giovanni (Mozart) mis en scène par Jean-François Vinciguerra. Interprétant également du répertoire contemporain, elle chante du Lasse Thoressen accompagnée de l'Orchestre de l'Aube mené par Gilles Millière en 2014.

En 2014, elle est lauréate du Concours de Marmande (deuxième prix Opéra, deuxième prix Mélodie et Prix Jeune Espoir). Elle est aussi récompensée lors du Concours Lied et Mélodie 2014 des Saisons de la voix. La même année, elle se rend en Chine pour une série de concerts avec l'Orchestre Paris Sciences et Lettres sous la direction de Johan Farjot. En 2015, elle retrouve le chef d'orchestre lorsqu'elle chante le Requiem de Fauré et la Messe de Karol Beffa aux Invalides puis aux Bernardins. Elle participe au quatuor soliste dans la Petite messe solennelle (Rossini) mené par Lionel Sow à la Philharmonie de Paris. Puis, elle interprète Chérubin dans Les Noces de Figaro (Mozart) sous la direction d'Alexis Kossenko en tournée à Compiègne, Caen, Besançon et Quimper. En 2016, elle obtient le Prix d'excellence du Concours de l'UPMCF. En 2017, elle remporte quatre prix aux Mozart de l'Opéra et est désignée Révélation Classique de l'ADAMI. En 2018, elle incarne Diane dans Actéon (Charpentier) et Belinda dans Didon et Enée (Purcell) aux côtés des Talens Lyriques dirigés par Christophe Rousset au Festival de Menton, mais aussi Sesto dans dans La Clémence de Titus à Prague. Elle retrouve cette oeuvre en 2019, mais dans le rôle d'Annius à Tourcoing. La même année, elle chante la Deuxième Dame dans La Flûte enchantée (Mozart) à Lille dans une mise en scène de Castellucci, et Iris, Syrinx et Calliope dans Isis de Lully dans une tournée de concerts qui lui offre ses débuts au TCE. En 2020, elle s'empare du rôle de Lazulli dans L'Etoile de Chabrier à Tourcoing et débute à Bordeaux en Flora dans La Traviata.

En 2021/2022, Ambroisine Bré prendra en janvier le rôle-titre de Psyché de Lully au Théâtre de la Vienne, où elle chantera Aristea dans L'Olimpiade en février (après l'avoir chanté au TCE). Elle incarnera la Maman, la Tasse chinoise et la Libellule dans L'Enfant et les sortilèges à Lille en février, avant de prendre le rôle de Dorabella dans Cosi fan tutte en avril pour ses premiers pas à l'Opéra du Rhin. Enfin, elle incarnera Urbain dans Les Huguenots pour ses débuts à La Monnaie en juin.