Im Alter von neun Jahren begann Ponchielli seine Ausbildung amMailänder Konservatorium, die er 1854 erfolgreich abschloss. Danach wirkte er in Cremona alsOrganist der St.-Hilarius-Kirche und alsMaestro sostituto (zweiter Kapellmeister) amTeatro della Concordia. MitRuggero Manna (1808–1864), dem Dom- und Opernkapellmeister von Cremona, verband ihn eine persönliche Freundschaft.
Am 17. September 1856 wurde die OperI Promessi Sposi, die Ponchielli zusammen mit den LibrettistenGiuseppe Aglio undCesare Stradivari geschrieben hatte, in Cremona uraufgeführt. Alfredo Colombani berichtete in derGazzetta Musicale di Milano:Der Erfolg zeichnete sich schon bei der Ouvertüre ab; sie fand so lebhaften Beifall, dass der Maestro gleich einige Male auf die Bühne gerufen wurde.
Zwei weitere Premieren (Beltrando di Bormio inTurin undLa Savoiarda in Cremona) blieben dagegen ohne Erfolg; Ponchielli geriet in finanzielle Schwierigkeiten. Von 1861 bis 1874 leitete er inPiacenza dieBanda della Guardia Nazionale, einBlasorchester, für das er monatlich zwei neue Kompositionen schrieb – insgesamt mehr als 150 Werke. Trotz der entwürdigenden Arbeitsumstände erfüllte er gewissenhaft seinen künstlerischen Auftrag. 1874 ließ er sich in Mailand nieder; am 26. Juni heiratete er die SopranistinTeresina Brambilla (1845–1921), die bei der Wiederaufführung der – vonEmilio Praga textlich umgestalteten –Promessi Sposi imTeatro Dal Verme die Lucia gesungen hatte.
1881 wurde Amilcare Ponchielli Domkapellmeister inBergamo. Ab Mai 1880 hatte er den Lehrstuhl für Komposition am Mailänder Konservatorium inne (er trat im September zurück, nahm diese Tätigkeit aber Anfang 1881 wieder auf). Er war ein angesehener und beliebter Lehrer. Zu seinen Schülern zähltenGiacomo Puccini undPietro Mascagni. Mascagni beschreibt Ponchielli in seinen Memoiren als liebenswürdigen, uneigennützigen Förderer und Berater.
Am bekanntesten ist Ponchielli heute durch seine Musik zur OperLa Gioconda; die allegorische Balletteinlage aus dem 3. Akt, derTanz der Stunden, erlangte Wunschkonzert-Popularität. DasLibretto vonLa Gioconda schriebArrigo Boito. Es basiert auf dem 1835 in Paris uraufgeführtenDramaAngelo, tyran de Padoue des französischen RomantikersVictor Hugo, dessen Bühnenwerke zahlreiche Librettisten und Komponisten zu eigenen Werken anregten.
Neufassung (1872). Libretto:Emilio Praga. UA 4. Dezember 1872 Mailand (Teatro Dal Verme)
Beltrando dal Bormio (op. 3; 1858). Oper in 4 Akten. Libretto: ?
La Savoiarda (op. 4; 1861). Oper in 3 Akten. Libretto:Francesco Guidi. UA 19. Januar 1861 Cremona (Teatro Concordia)
Neufassung:Lina (op. 4a). Libretto:Francesco Guidi undCarlo d’Ormeville (1840–1924). UA 17. November 1877 Mailand (Teatro Dal Verme)
Roderico, Re dei Goti. Oper in 3 Akten. Libretto:Francesco Guidi. UA 26. Dezember 1863 Piacenza (Teatro Municipale)
La Vergine di Kermo (op. 5; Gemeinschaftsarbeit mit 12 anderen Komponisten). Oper. Libretto: ?. UA 16. Februar 1870 Cremona (Teatro Concordia)
Il Parlatore Eterno (op. 6). Oper (Scherzo comico) in einem Akt. Libretto:Antonio Ghislanzoni. UA 18. Oktober 1873 Lecco (Teatro Sociale)
I Lituani (op. 7; 1874). Oper (Dramma lirico) in einem Prolog und 3 Akten. Libretto:Antonio Ghislanzoni (nachAdam Mickiewicz:Konrad Wallenrod, 1827). UA 7. März 1874 Mailand (Teatro alla Scala); UA der Neufassung 6. März 1875 Mailand (Teatro alla Scala)
Weitere Neufassung:Aldona. Libretto?. UA 20. November 1884 St. Petersburg (Teatro Maria)
La Gioconda (op. 9; 1876). Oper (Dramma lirico) in 4 Akten. Libretto:Arrigo Boito (nachVictor Hugo:Angelo, tyran de Padoue, 1835). UA 8. April 1876 Mailand (Teatro alla Scala); UA der Neufassungen: 18. Oktober 1876 Venedig (Teatro Rossini); 24. Januar 1877 Rom (Teatro Apollo); 27. November 1879 Genua (Politeama genovese); 12. Februar 1880 Mailand (Teatro alla Scala)
Il Figliuol Prodigo (Der verlorene Sohn, op. 10; 1880). Oper in 4 Akten. Libretto:Angelo Zanardini. UA 26. Dezember 1880 Mailand (Teatro alla Scala)
Marion Delorme (op. 11; 1885). Oper in 4 Akten. Libretto:Enrico Golisciani (nachVictor Hugo,Marion Delorme); Neufassung:Antonio Ghislanzoni. UA 17. März 1885 Mailand (Teatro alla Scala); UA der Neufassung 9. August 1885 Brescia (Teatro Grande)
La Prigione del Bargello (op. 102). Kantate für Männerchor und Klavier. Text: ?. UA 5. August 1854 Mailand (Konzert zum Abschluss des Studiums)
La Tirolese (op. 103; 1850–1854). Geistliche Hymne für 7-stimmigen Chor und Orchester. Text: ?
L’Italia e Dante. Kantate für Singstimmen und Orchester (verloren). Text: ?. UA 4. Juni 1865 Cremona (Teatro Concordia)
Messe für die St.-Hilarius-Kirche in Cremona (verloren bis auf das – in die Messe von 1882 übernommene –Credo)
AGaetano Donizetti (op. 12). Kantate für Singstimmen und Orchester. Text: A.Ghislanzoni. UA 13. September 1875 Bergamo (Teatro Ricciardi)
Come noi che siam bambini. Hymne für die Nationalausstellung 1881, für 2 Singstimmen, Violine und Klavier. Text: ?. UA 5. Mai 1881 Mailand (Giardini Pubblici)
Messe (op. 20) für Soli, Chor und Orchester. UA 25. Dezember 1882 Bergamo (Basilica di S. Maria Maggiore)
Cantata per il monumento adAlessandro Manzoni. Text: ?. UA 22. Mai 1883 Mailand (Teatro alla Scala)
Cantata per papa Gregorio VII (op. 13) für Tenor, Bass, Chor und Orchester. Text: ?. UA 14. Dezember 1885 Bergamo (Palazzo Cittadella)
L’aura mistica del cielo (op. 28; undatiert) für 3-stimmigen Frauenchor (nur Sopräne), Orgel und Akkordeon. Text: ?
La sera (op. 104; undatiert).Cataplasma für Kinderstimmen und Klavier. Text: ?
Sega sega il legnajuolo (op. 194; undatiert) für Frauenchor (nur Sopräne), Knabenchor und Klavier. Text: ?
All’opra all’opra (op. 196; undatiert, Autorschaft unsicher) für Knabenchor, Violine und Klavier. Text: ?