ดร.อมรวิชช์เข้าสู่วงการศึกษาด้วยการเริ่มต้นรับราชการที่ทบวงมหาวิทยาลัยในสมัยที่มีศาสตราจารย์ ดร.วิจิตร ศรีสอ้าน เป็นปลัดทบวงฯ ต่อมาในปี พ.ศ. 2539 จึงได้ย้ายมาเป็นอาจารย์ที่คณะครุศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ระหว่างนั้นได้เริ่มโครงการสำคัญหลายเรื่อง อาทิ งานติดตามสภาวการณ์เด็กและเยาวขนรายจังหวัด (Child Watch) โดยการสนับสนุนของสำนักงานกองทุนสนับสนุนการสร้างเสริมสุขภาพ (สสส.) งานยุววิจัยประวัติศาสตร์ท้องถิ่นร่วมกับสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.) และกระทรวงวัฒนธรรม งานพัฒนาการศึกษาตามบริบทวัฒนธรรมในพื้นที่สามจังหวัดชายแดนภาคใต้ ต่อมาในปี พ.ศ. 2550 อาจารย์ได้ถูกยืมตัวไปช่วยงานด้านการศึกษาเป็นที่ปรึกษารัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงศึกษาธิการ ( ดร.วรากรณ์ สามโกเศศ ) ในสมัยรัฐบาลพลเอกสุรยุทธ จุลานนท์ นอกจากนี้อาจารย์ได้ถูกยืมตัวตามมติคณะรัฐมนตรีเป็นเวลา 4 ปีจากปี 2555-2558 มาเป็นที่ปรึกษาสำนักงานส่งเสริมสังคมแห่งการเรียนรู้และคุณภาพเยาวชน (สสค.) และได้ร่วมพัฒนาการจัดการศึกษาเชิงพื้นที่ (Area-Based Education) ใน 14 จังหวัดนำร่อง ได้แก่ เชียงใหม่ แม่ฮ่องสอน น่าน ลำปาง สุโขทัย สุรินทร์ อำนาจเจริญ ชลบุรี ตราด พระนครศรีอยุธยา กาญจนบุรี ภูเก็ต สุราษฎร์ธานี และยะลา ในปี พ.ศ. 2558 ได้เข้ารับตำแหน่งเลขานุการรัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงศึกษาธิการ ( ดร.กฤษณพงศ์ กีรติกร ) และโฆษกกระทรวงศึกษาธิการ [8] [9]ในสมัยรัฐบาลพลเอกประยุทธ์ จันทร์โอชา ในขณะเดียวกันก็ดำรงตำแหน่งสมาชิกสภาปฏิรูปแห่งชาติ (สปช.) ควบคู่ไปด้วย โดยได้รับแต่งตั้งให้เป็นโฆษกคณะกรรมาธิการด้านการปฏิรูปการศึกษาและการพัฒนาทรัพยากรมนุษย์อีกด้วย ต่อมาในปี 2558-ปัจจุบัน อาจารย์จึงได้กลับมาสอนหนังสือที่จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยอีกครั้ง แต่ก็ยังมีบทบาทช่วยงานพัฒนานโยบายการศึกษาในฐานะ สมาชิกสภาปฏิรูปแห่งชาติด้านการศึกษา (สปช.) [10]และกรรมาธิการด้านการปฏิรูปการศึกษาและการพัฒนาทรัพยากรมนุษย์ของสปช. อนุกรรมาธิการการศึกษาขั้นพื้นฐาน สภานิติบัญญัติแห่งชาติ (สนช.) พร้อมกันอีกด้วย ภายหลังเกษียณอายุราชการจากภาควิชานโยบายการจัดการและความเป็นผู้นำทางการศึกษา คณะครุศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย อาจารย์ได้เข้าเป็นที่ปรึกษามหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี และยังคงดำรงตำแหน่งกรรมการผู้ทรงคุณวุฒิในคณะกรรมการป้องกันและปราบปรามยาเสพติด (ป.ป.ส.)[11] และเป็นผู้ทรงคุณวุฒิในการพัฒนายุทธศาสตร์การวิจัยด้านการพัฒนาเด็กไทยและคนไทยให้แก่สำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ (วช.) รวมถึงเป็นผู้ก่อตั้งและที่ปรึกษาสถาบันรามจิตติ [12] อีกด้วย