En 2011, Ludovic D'Ambrosio participe à un docu-réalité produit par Olivier Hallé (Dans la peau d'un handicapé), La Grande Traversée, avec le célèbre navigateur Marc Pajot. De retour en France, Ludovic suit des cours de théâtre à La Fabrique de l'Acteur (Paris/Marseille), basés sur les méthodes Meisner et Stanislavski, avec Xavier Laurent (Aix-en-Provence). En 2020, il fait ses débuts à la télévision française dans la série Plus Belle La Vie, dans le rôle d'un gardien de prison. Peu après, il rejoint le casting de La Chambre des Merveilles, long métrage réalisé par Lisa Azuelos (LOL, Dalida) dans le rôle d'un douanier à l'aéroport de Porto (rôle en anglais, crédité) et revient dans la série Plus Belle La Vie pour jouer, cette fois, le rôle d'un Policier. Il joue ensuite des petits rôles dans le téléfilm Champion (réalisé par Mona Achache, Little Blue Girl) et dans la série Mère Indigne. En 2023, il décide de réaliser un long métrage, L'auberge Paradis, dans lequel il joue également. En 2025, le long-métrage est disponible sur Prime Video.
Il parle couramment l'anglais, l'espagnol et l'italien.