徐中舒，初名道威，以字行。1898年10月15日（农历九月初一）生于安徽怀宁（今安庆市）盛唐山下的月形山。徐家是一个大族，在月形山聚族而居，故人们也把此地称为徐家坂。徐中舒的父亲家文，系贫苦农民，后外出学木工，擅长雕花。1900年在大通县建房时因事故摔死。时他方3岁，母年23，伶仃孤苦，无以为生，最后进了安庆设立的慈善救济机构清节堂。该堂由地方士绅管理，因主持得人，效果尚好。堂内设义学，后改名育正小学，主要是供堂内孤儿学习。另还置有织布厂，让受救济的妇女学得生产技能，补助收益，改善生活。徐母没有读过书，却很有志气，通达事理。她于1902年带着儿子入堂后，从此以惊人的毅力，日日夜夜孜孜不息地劳作，一心要把儿子抚养成人。她在清节堂整整度过了近20年。中舒先生是在7岁进育正小学开始读书的。这段“备极人世之凄凉”的生活经历，他在自撰的《先妣事略》中曾有动人的描述：
每日辨色而兴，则使不肖起，不肖东行入学，则吾母西行入织。及薄暮，不肖归自学，则吾母归自织。入夜则一灯荧然。凡日间未竟之事，如不肖母子衣服缝治与浣濯，皆于此时为之。往往刀剪声与碓杵声相杂下。或至凌晨鸡鸣，入息片刻即兴。吾母织作之勤，恒倍他人，每当盛夏，汗出如沈，机旁恒置水一盆，巾一方，汗下则出巾自拭，闲时绞之，则若小雨淅沥自檐溜间下注于盆。及今思之，其艰辛之状，不禁为泪涔涔下也。
徐母的吃苦耐劳，坚毅牺牲的示范作用，对先生一生志学立德无疑产生着重大的影响。据先生说，母爱于他是无微不至的；但幼小的他，如有过错，则“痛扶之”，决不姑息。他纯谨厚重品行的养成，与母教之严殆有关系。
徐先生对育正小学，怀有美好的回忆，认为教师品质才能优秀，教学认真，他的进德就是由此打定基础的。育正小学在辛亥革命那年停办了一段时间，他转学尚志小学毕业。旋考入皖省中学，读了一年，以无力筹费而辍学，但仍坚持自学。1914年他考入安庆初级师范学校（后改称第一师范学校），因他已读中学一年，考试成绩又很优良，便被编入三年级。该校教师胡远浚（字渊如），擅长桐城派古文，与最后一位巨子吴汝纶（字挚甫）有交情，著有《老子通义》《庄子诠诂》二书行世，后来曾在南京中央大学哲学系任教。徐先生向他请学，并和一些同学互相切磋，他利用《康熙字典》作工具，专心阅读《古文辞类纂》和《经史百家杂钞》，这样便逐步打下了牢固的国学基础。他对韩愈在《答李翊书》中说的“惟陈言之务去”一句话，深有领会，认为学问之道，后来居上，非创新便失去存在的价值。1917年1月徐先生在安庆师范学校毕业，留任附属小学教师。其年暑期考入武昌高等师范学校的数理系，旋又休学。又到安徽庐江县裴家岗小学教了一段时间的书。1918年8月他又考入南京河海工程学校，进堂后对围绕水利工程而讲授的各门自然科学，与平日爱好文史之学的兴趣难以调协，思想陷于迷惘，这时忽得母亲生病的消息，遂请假归侍汤药，后来母病虽愈，但逾假已久，难以回校。经胡远浚介绍，到桐城方守敬家担任教师，主课讲授《左传》。1922年又到上海李国松家任教师，也讲授《左传》。经他反复研阅，心得积多，为他日后研究先秦史能熟练自如地运用古史资料，打下了坚实的基础。李国松的祖父鹤章是李鸿章之弟，家富藏书，他教学任务不重，闲暇颇多，嗜学如命的他，在李家三年半的时间中，举凡经史、诸子、小学之书，无不择要披览，这就大大充实了知识学问，同时也拓展了他的视野。上海是人文荟萃之所，学术信息往往得风气之先，他这时开始接触到金文和甲骨文，新知旧学，互相勘补，使他深刻认识到古文字与古史研究的关系，掌握古文字知识则是研究古代历史文化必不可少的工具。
李家的脩金在当时说是比较丰厚的，因此徐先生才得结婚，成立了自己的家庭。1925年北京清华大学创办国学研究院，他报名投考，第一届招收新生38名，他以第五名被录取。该研究院的办学宗旨，是“以现代科学方法研究中国古代文化遗产”，即所谓“整理国故”。聘请王国维、梁启超、陈寅恪、赵元任、李济等著名学者担任导师、讲师，从当年开始办了4年。王国维讲授《古史新证》和《尚书》，梁启超讲授历史研究法，陈寅恪讲授佛经翻译文学，赵元任讲授语言学，李济讲授人类学和考古学。他对王国维、梁启超、李济讲授的课程很感兴趣，特别是王国维讲古史，考证精审，见解新颖，他心领神会，更加坚定了今后要献身于这个研究方向的决心。他因有家累，只学习了一年，便提交《殷周民族考》《徐安淮夷群舒考》两篇论文，毕业告归。9月受聘安徽第六师范学校（后为合肥第二中学）；仅两月，因经费支绌，不能维持，11月前往上海，后来便在立达学园担任教学工作。他在《立达》（季刊）第一期上发表了《古诗十九首考》的论文，引起复旦大学中文系主任刘大白的注意，1927年被聘为该系教授。不久暨南大学中文系主任夏丏尊也聘请他担任教授。在两校任教有两年之久。
1929年因陈寅恪的推荐，前往北平任中央研究院历史语言研究所的专任编辑员，两年后又升为研究员。史语所分设四组，即史学与古籍校勘学，汉语、民族语言和普通语言学，考古学，人类学。陈寅恪系第一组组长，他虽是清华国学研究院的导师，但当年因病未曾到院，当然徐先生也还未受过他的教。陈寅恪也是看到《古诗十九首考》后才知道徐先生的。史语所设在北海公园静心斋，环境幽美，条件完善，先生有此凭借，治学益加奋勉。他在史语所历时8年，由于出色的科研成果源源涌现，深受学术界的赞许，公认他已登上第一流学者的坛坫。1933年他还在北京大学历史系讲课，十分关注学术人才的培养。“九一八事变”发生，日寇侵逼，北方局势不稳。1933年春，史语所南迁上海，该所一组同人仍留下从事明清内阁大库档案的整理，他不辞辛劳，做出了显著的成绩。1934年史语所由上海再迁南京，1936年他随一组前往，住北极山东麓。1937年7月抗日战争爆发，史语所由南京迁往长沙；这以后还再迁昆明和四川南溪的李庄。他在长沙会合了一家老小，并应中英庚款委员会与四川大学的协聘，辞去史语所职务，到川大历史系任教，从此与四川结下了深缘。
当年徐先生只身来到成都，家属则留住江津。次年下学期开课，讲授“殷周史料”。1939年暑期，川大避日寇空袭迁往峨眉山麓。先生赁居峨眉县城水西门内，才把家属从江津接来同住。他从县城到伏虎寺上课，路程十余华里，往来步行，因工资微薄，不敷一家8口的用度，又兼任乐山武汉大学教授，峨、乐两地相距七八十华里，前往上课也要靠步行，其时生活艰苦，可想而知。1943年川大迁回成都东郊九眼桥侧，他一家住留青院时，屋边有隙地，徐母还率领孙辈种菜，以省开支。1945年抗战胜利不久，徐母因肠癌不治，殁于12月15日。这对深怀母爱的他，实是一次沉重的打击；在他自撰的《先妣事略》中可以充分看到他的悲痛心情。
1946年秋，他利用休假，去南京为中央大学教课。次年返校，担任历史系主任。这一职务除短暂间断外，长期一直由他担任。因他朴厚公正，任事尽责，团结同事，爱护学生，为众望所归，虽欲卸肩，亦不可得。新中国成立后，前景大放光明，他的思想感情更趋活跃，不特教学、科研继续丰收，并一反常态，对社会服务活动也积极起来，1952年出任西南博物院院长，擘画经营，卓有建树，次年仍回原校，主持历史系。1956年教育部评定他为一级教授，次年又被选为中国科学院哲学社会科学部学术委员。“**”后，他是国务院学位委员会学科评议组成员和首批评定的博士研究生导师，在四川大学历史系建立了中国古代史、考古学（含古文字学）两个专业的博士点。同时还兼任四川省博物馆馆长、四川省文物管理委员会副主任委员和四川省历史学会会长、全国先秦史学会理事长、全国古文字学会理事、全国考古学会名誉理事等职；他在新中国成立后，还多次当选为全国人民代表大会代表和四川省人民代表大会常务委员会委员，全国政协委员和四川省政协常务委员暨文史资料委员会副主任、顾问，以及荣膺四川省劳动模范等。党和人民给予他的荣誉是如此的优渥，便不难了解他的一生对祖国和社会勤勤恳恳尽了何等重大的义务。遗憾的是，他也遭受到“十年浩劫”的残酷折磨。党的十一届三中全会实行拨乱反正，他的名誉得到恢复之后，又焕发出青春活力，短短数年之间，仍然勇肩重担，做出了许多重大的贡献；但毕竟年高体衰，经常疾病缠身，他困卧医院长达数年，便溘然长逝，终年94岁。