徐灵胎的家族世代为江南书香门第，亦儒亦官，徐灵胎小时候也是以学习时文科举为主，早早就入了太学，其少年时便因工善诗词而小有名气，可是到了二十岁那年，他的命运发生了转折，那一年他的两个弟弟因为庸医的误治而接连离世，从此以后徐灵胎便开始弃儒习医，他拜当地名医周意庭等人为师，勤勉苦读，日日不辍，也正是因为那件事，让徐灵胎变得嫉恶如仇，深恨庸医。
徐灵胎对庸医的愤恨延续了他的一生，他常对那些散布邪说，沽名钓誉，欺人行骗的市井庸医大加痛斥，甚至连前朝那些名医他也不放过，明代的医家薛立斋和赵献可都曾被他批的体无完肤，可见其对庸医的愤恨有多深。
徐灵胎对庸医极其愤恨，但对患者却是有着仁厚之心，他对待病人“必事事体贴，如若身受之。”，不仅如此，但凡遇到贫寒之家，徐灵胎必是分文不取，对于积病之人也常常舍药襄助，因其医术精湛，医德高尚，所以还未行医十年，徐灵胎便已是声名日隆，求之甚众。
在医学造诣方面，徐灵胎特尊古尚古，他常说：“能熟于《内径》及仲景诸书，细心体认，则虽其病万殊，其中调理井然，无有不效。”，在陆修远的印象中，徐灵胎这个人对中医的四大经典《黄帝内经》，《神农本草经》，《难经》和《伤寒杂病论》研究得最为深彻，其后来的著述中对这四部书的解读阐述都极富盛名，与此相关的著述就有《难经经释》，《神农本草经百种录》，《伤寒论类方》，《兰台轨范》等等，当然除了上述对经典的解读之外，其介绍医理和临床的小册子《医学源流论》更是颇负盛名，在后世广为流传。
徐灵胎的医学造诣不光闻名于江南地区，连远在京城的乾隆皇帝亦是久知其名，
乾隆二十五年，徐灵胎应诏上京为乾隆治病，因其医术精湛，博学广识，惹得乾隆皇帝高兴得连称其字，不称其名，从此以后徐灵胎便以字为名，不再叫徐大椿了，这一点从他的著作中也可以看出端倪，凡是乾隆二十五年之前的著作，他的落款都是徐大椿，之后的落款就都变成徐灵胎了。
从这次上京开始，徐灵胎便开启了六次上京为天家诊病之路，直到临死前，仍被乾隆皇帝请往京城，那一年徐灵胎已年届七十九岁，当时的他老病缠身，但仍力疾登程入京，可惜的是徐灵胎于腊月初一抵达京都，三日之后便病逝了，还未来得及去见乾隆皇帝。
其临死前曾自作挽联“魂返九原满腔经纶埋地下；书传四海万年利济在人间。”，可谓是忠义两全，死而后已。乾隆皇帝为勉其忠义，特赏白金一百两，授儒林郎，谕其子徐曦护丧回乡。
徐灵胎也是一个极具才华之人，除了医学上的造诣之外，其他方面亦颇有建树，他的生平好友，清代大诗人袁枚曾这样描述他：“先生有异秉，聪强过人。凡星经、地志、九宫、音律，以至舞刀夺槊，勾卒、嬴越之法，靡不宣究，而尤长于医术”。
