Enligt varningen, som gått ut till amerikaner i Ryssland, finns risk för attentat i Moskva, Sankt Petersburg och längs gränsen mot Ukraina.
"Det har kommit hot om attacker mot shoppingcentrum, tåg- och tunnelbanestationer, samt andra offentliga platser", uppger ambassaden i ett uttalande.
Amerikanska medborgare uppmanas förbereda egna evakueringsplaner och inte förlita sig på regeringens hjälp.
Uppgifterna om potentiella attacker i Ryssland tillbakavisades av en företrädare för det ryska utrikesdepartementet.
Biden stannar
Sent på söndagen meddelade Vita Huset att USA:s president Joe Biden ställer in en planerad resa till sitt hem i delstaten Delaware i sista minuten, rapporterar CNBC.
Beskedet kom bara en timme innan den planerade avresan, och efter att ett fyra timmar långt möte med presidentens nationella säkerhetsstab avslutats.
Tidigare under söndagen talade Frankrikes president Emmanuel Macron i telefon med Rysslands president Vladimir Putin. Samtalet varade i 105 minuter, och beskrevs av den franske presidentens stab som ett sista försök att undvika en rysk militäroffensiv i Ukraina.
Skyller på Ukraina
Putin beskyllde efter samtalet Ukraina för att provocera fram en eskalering längs frontlinjen i öst, och upprepade att USA och Nato måste ta Rysslands säkerhetskrav på allvar.
Enligt Macrons stab ska Putin ha sagt sig planera ett tillbakadragande av ryska soldater från Belarus så snart de pågående militärövningarna i landet är avslutade.
Den franska presidenten väntades under söndagskvällen (svensk tid) överlägga om Ukraina med USA:s president Joe Biden och Tysklands förbundskansler Olaf Scholz.
Vill se eldupphör
Både Putin och Macron uppgav också, enligt nyhetsbyrån AFP, att de skulle arbeta intensivt för att få till ett möte med den så kallade trilaterala kontaktgruppen "inom de närmsta timmarna" för att på så vis få till stånd ett eldupphör.
Trilaterala kontaktgruppen består av Ryssland, Ukraina och Organisationen för Säkerhet och Samarbete i Europa, OSSE.
Efter Putinsamtalet talade Macron också med Ukrainas president Volodymyr Zelenskyj.
Zelenskyj har tillsammans med många andra världsledare närvarat vid helgens säkerhetskonferens i München. Även han uppmanar till eldupphör i östra Ukraina och föreslår återigen ett toppmöte med Ryssland.
Enats om möte
Putin har inte kommenterat Zelenskyjs utsträckta arm. Enligt ett uttalande från Kreml ska dock Putin och Macron ha enats om ett möte på måndagen med utrikesministrarna i det så kallade Normandieformatet. I gruppen ingår Ukraina, Ryssland, Tyskland och Frankrike.
Den amerikanske utrikesministern Antony Blinken sade på söndagen till CNN att Joe Biden är redo att träffa Putin "när, och i vilket format som helst om det kan bidra till att stoppa ett krig".
Blinken konstaterade vidare att han tror att Putin bestämt sig för att invadera Ukraina, men att ansträngningarna för att få till stånd en diplomatisk lösning fortsätter till dess att “stridsvagnarna faktiskt rullar och flygplanen är i luften”.
OSSE har under måndagen kallat till ett extrainsatt möte med anledning av det försämrade säkerhetsläget i Ukraina.
Civila uppges ha dödats
Enligt amerikanska uppgifter ska 150 000–190 000 ryska soldater vara stationerade längs gränsen till Ukraina. Ytterligare 30 000 soldater uppges vara på plats i Belarus för en militärövning.
Övningen skulle ha avslutats under söndagen, men har nu förlängts.
Från utbrytarområdet Luhansk hävdas att ett antal civila liv har krävts efter att ukrainska styrkor öppnat eld. Enligt uppgifterna, som inte går att bekräfta, ska ukrainska trupper ha försökt attackera militärposteringar under söndagsmorgonen.