В 1923 году умерла его жена и верная помощница, оставив у него на руках двух маленьких детей. В 1924 году христианское студенческое движение было запрещено, но Владимир Амбарцумов продолжал работать нелегально. Со временем он сблизился с православными христианами, в 1925 году крестил детей в Русской Православной Церкви, а в 1926 году в возрасте 33-х лет и сам перешел в Православие.

В 1927 году он был рукоположен во священника другим будущим святым мучеником епископом Виктором (Островидовым). Служил в Москве. Его неоднократно арестовывали, приговаривали к ссылке. В 1937 году отца Владимира очередной раз арестовали и 5 ноября 1937 года по приговору «тройки» расстреляли на полигоне Бутово под Москвой.

Из христианского движения, в котором участвовал Владимир Амбарцумов, вышел ряд церковных деятелей, а среди его потомков двенадцать священников, два диакона, игумения монастыря, инокиня и учащиеся духовных школ. Внук священномученика Владимира священник Кирилл Каледа — настоятель храма во имя святых новомучеников и исповедников Российских, построенного в Бутово на месте расстрела отца Владимира.

Из материалов допроса:

Вопрос: Вы на следствии 20/IX637 заявили, что категорически отвергаете контрреволюционную деятельность Христианского студенческого кружка в 1920 году. Чем объяснить такую уверенность и гарантию в отношении этой организации и людей?

Ответ: На основании устава этого кружка, как сама организация, так ее члены должны были быть аполитичными. Поэтому я категорически заявляю, что ни сам кружок, ни его члены контрреволюционную деятельности не могли проводить.

<…>

Вопрос: Назовите круг лиц, посещавших вашу квартиру, и расскажите о характере разговоров с ними.

Ответ: О том, что квартиру посещали мои брат и сестра, я уже говорил, а в отношении других показания давать я категорически отказываюсь. Разговоры, которые я вел, носили характер семейно-бытовой, религиозный и научный. Причем должен указать, что эти разговоры не носили политического характера, и я, в частности, считаю, что политические проблемы не являются главными проблемами ни в жизни отдельных людей, ни в жизни общества.

<…>

Вопрос: Ваше отношение к Советской Власти?

Ответ: Я по своим убеждениям заявляю, что советская власть есть явление временное, как всякая власть.

По материалам книг «Жития новомучеников и исповедников российских ХХ века Московской епархии» и «Священномученик Владимир Амбарцумов, пресвитер Московский».