Sau khi giành vinh quang trong cuộc thi Hoa hậu Hoàn vũ Dominicana, Amelia đại diện cho nước Cộng hòa Dominicana trong cuộc thi Hoa hậu Hoàn vũ diễn ra ở Panama. Cô trở thành người đầu tiên đại diện cho nước này đăng quang ngôi hoa hậu.

Amelia được trao vương miện bởi Hoa hậu Hoàn vũ 2002 Justine Pasek của Panama. Cô mặc một chiếc áo đầm trắng được đính bằng những chuỗi hạt ở tay áo.

Là Hoa hậu Hoàn vũ 2003, cô đã làm việc chung với các tổ chức sức khỏe thế giới về căn bệnh HIV/AIDS như Hội đồng Sức khỏe Thế giới, amfAR, Tổ chức AIDS Nhi đồng Elizabeth Glaser (Elizabeth Glaser Pediatric AIDS Foundation) và Cable Possitive. Cô tuyên truyền cho mọi người rõ sự nguy hiểm và cách phòng ngừa căn bệnh thế kỷ này. Cô cũng gây được một quỹ từ thiện thông qua hoạt động này.

Sau khi cô di chuyển tới căn hộ ở New York, Amelia đã thăm nhiều nước trên thế giới như Indonesia, Trung Quốc, Canada, Thái Lan, México, Puerto Rico, và Việt Nam. Amelia trở về quê hương của cô vài lần và nhận được huy chương danh dự trong Đại hội Thể thao Pan American vào năm 2003, được tổ chức tại Santo Domingo. Sau đó, Amelia cùng dẫn chương trình Fistival Presidente de Musica Latina, một đại hội âm nhạc dành cho châu Mỹ Latin kéo dài ba ngày được tổ chức hai năm một lần ở nước Cộng hòa Dominicana.

Là một Hoa hậu Hoàn vũ, Amelia đại diện cho Tổ chức Hoa hậu Hoàn vũ. "Chị em" hoa hậu của cô gồm có Hoa hậu Thiếu niên Hoa Kỳ Tami Farrell, và Hoa hậu Hoa Kỳ Susie Castillo.