徐家在绍兴东浦是望族，徐锡麟的父亲徐凤鸣当过县吏，家有田地百余亩，在绍兴城里开有“天生绸庄”和“泰生油栈”二爿商铺。徐锡麟兄弟六人，姐妹四人，他是长子。自幼“器物过手，辄破坏之。”

徐锡麟“少有大志”，好天文历算，更重武术，崇拜历代英雄豪杰。12岁为找和尚学武功而钻进深山一去无踪，家里费大力气将其找回，严加约束。自制“望远镜”观天象，绘有不少天象图，并自己动手做了个浑天仪，上缀群星，十分精细。21岁中秀才，但无意功名，好纵论国事。1900年谋办团练于东浦老家以响应义和团，被阻未果。1901年被聘为绍兴府学堂算术兼经学教习，并自编教材，后又兼授新开设的地理科，自制地球仪。

1903年夏东渡日本游历，在东京博物馆看到祖国的两件珍贵文物流落异域，感慨万千，悲愤不已。认识到“康梁变法”搞改良主义行不通，由此反清思想更趋强烈，在日本结识陶成章等人，结成生死之交。出资赞助浙江留日学生会。回国后即开设特别书局经销新书，宣扬排满。这一切吓坏了他的父亲，遂入官府立文与他断绝了关系。

徐锡麟认识到革命应该从创办学堂、培育人才入手，随即在家乡东浦创办了一所新式学堂，并为学堂写了一副对联：有热心者可与共学，具诚意者得入斯堂。取上下联各一字，命名为“热诚学堂”。除文化课外，专门增设兵式体操课，进行军事训练。

当时，他一面在绍兴府学堂任教，一面在热诚学堂兼课，每天往返于绍兴和东浦之间，十分忙碌。早上晨操毕，去绍兴府学堂教课和处理校务，午后回热诚学堂，步行往返，风雨无阻。

1904年夏天，法国天主教会企图将大善寺改建为教堂，引起群氓激愤，徐锡麟得知这一消息时，正身患虐疾，卧病在自己开设的“特别书局”，便跃身而起，身裹棉被，立即赶往大善寺，并沿途号召人们到大善寺集会抗议。“从大江桥至清道桥止之商号，全体起而响应”，人们纷纷拥向大善寺，清朝官府和法国传教士见群情激愤，知众怒难犯，只得让步。

1904年底，光复会在上海成立，徐锡麟闻讯后前往上海拜访会长蔡元培，入光复会。

当时浙江各地的会党十分活跃，在反清统治和“仇洋灭教”的斗争中显示了巨大力量。但这些会党互不统属。如何把分散的会党组织、联络起来，引导到光复会组织中来，实现民主革命的大联合，这是摆在光复会面前的重要课题。于是，徐锡麟从上海回来后，马上召集志士、挚友一起商量，收集会党情况，亲自带领几名学生到各地会晤会党首领。历时二月，徒步寻访了嵊县、诸暨、东阳、义乌、缙云等各地会党，结识了竺绍康、王金发等会党首领，并争取他们参加光复会，使光复会成为浙江反清革命的领导核心。自称“涉历四县，得俊民数十，知中国可为也。”他作《出塞》诗：“军歌应唱大刀环，誓灭胡奴出玉关；只解沙场为国死，何须马革裹尸还。”充分表达了一个革命者义无反顾的献身精神。

但会党虽然人多势众，却素质偏低，必须加以培训和教导。因此徐锡麟萌生了创办一所“武备学校”以培训会党骨干的想法。在徐锡麟等人的努力下，大通学堂成了当时的革命指挥中枢，徐锡麟也成了光复会的实际领袖之一。

选定大通学堂的校址十分曲折。徐锡麟先在家乡东浦大通桥旁的普济寺借用寺院的空屋作为办学之用，但徐锡麟的父亲徐凤鸣闻讯后立即出面予以制止。光复会的办学计划眼看即将流产。此事很快为城内豫仓董事候补知县徐贻孙所得知，他便主动找到徐锡麟，表示愿出借豫仓的空屋作为办学之用。大通学堂是国内秘密建立的第一所培养革命骨干的总校，徐锡麟也成了光复会在国内的实际领袖。后得到绍兴绅士许仲卿的资助，和时任湖南巡抚的表叔俞廉三的推荐，与陈伯平、马宗汉及妻王振汉共13人到东京，与陶成章等谋入联队或振武学校，皆不成。此计划受挫后，只得改走“打入官场”之路，于是便通过表叔俞廉三（曾任山西巡抚，安徽巡抚恩铭曾是俞手下任职）捐得“道台”衔。

1906年，徐锡麟赴安徽候任。去皖前与秋瑾等约定皖浙二地联合起义，一举推翻清朝。恩铭一直对俞廉三执门生礼，读过老师的信，就毫不迟疑地给这个通过“纳捐”而获得道员身份的徐锡麟在武备学堂安排了一个“会办”的管理职位。

徐锡麟深得巡抚恩铭信任，1907年初，被恩铭提升为巡警学堂会办兼巡警处会办。他便利用合法身份宣传革命，鼓动学生，争取新军，积蓄力量，准备起义。因事泄，于1907年7月6日（农历五月廿六）巡警学堂毕业典礼举行之际枪杀恩铭。徐锡麟率陈伯平、马宗汉带领学生直奔抚署，途中遇敌阻击，转而前往安庆军械所。孤军激战4个小时后被捕。在审讯时，代理巡抚冯煦问徐锡麟；“恩抚台待你很好，为什么要谋害他？”徐锡麟的回答是：“恩铭待我很好，这只是个人私恩，而我杀恩铭是排满公理。”当晚，在安庆抚院东辕门外刑场，徐锡麟在临刑前，摄影师为他照相，他以不带笑容，要求重照。再拍时，徐大笑说：“倡大义者，以色相示人，使后世当知有所从也。”臬司(按察使)毓秀问：“事到临刑，还笑得出来么？”徐呵叱道：“今天便宜了你的一条狗命！”徐锡麟被处决后又被剖腹挖心捣碎睾丸。挖出的心脏先祭祀恩铭，再由恩铭的卫兵们将这颗心脏炒熟下酒。

消息传到绍兴，当时流传株灭九族之说。徐凤鸣连夜遣散家人，四处逃匿。王振汉带着刚满周岁的儿子徐学文，在徐锡麒的护送下逃往日本。徐凤鸣而后自行去县衙投案，后在众多富绅联保下并调出当年与徐锡麟脱离关系的档案后获释。

辛亥革命胜利后，徐锡麟与马宗汉、陈伯平等人遗骸被迎回浙江，安葬于杭州孤山时，马一浮为之撰《烈士徐君墓表》。后迁至龙井路鸡笼山麓。

今安庆大观楼有黄兴联：登百尺楼，看大好河山，天若有情，应识四方猛士；留一抔土，以争光日月，人谁无死，独将千让先生。

今茔杭州南天竺浙江辛亥革命纪念馆旁。

《清史稿》卷**有传。