但沒過多久徐福就回來了，他對始皇說，“我見到了神仙，但是人家嫌禮薄，需要俊俏的童男童女和各種工匠、用具作為獻禮，才能得到仙藥。”秦始皇求藥心切，遂增派五百（有的書說是三千）童男童女和大批工匠隨徐福再次出海。
第二年，泰始皇第二次東巡，順便來找徐福，雖然在博浪遇到了刺客張良和力士用大鐵錘襲擊，但大難不死的他仍按照原計劃到達了琅琊。
可惜的是，始皇並沒有見到徐福，他再次見到徐福的時候已經是十年後，他的第三次東巡了。
不過那時徐福依然沒有找到仙藥，他的解釋是這樣的，“本來我就要拿到仙藥了，但是海上有一條大魚護衛仙山，所以我才功敗垂成。”
這次，秦始皇親自率領精銳的弓箭手到海上與所謂的大蛟魚搏鬥，在殺了一頭鯨魚之後，始皇就興衝衝的回去了，心想這下子可好了，徐福終於可以拿到仙藥了。
但不幸的是，始皇還沒有等到仙藥，就在返回鹹陽的路上病死了，這一年是公元前210年。
始皇死後，趙高和李斯密不發喪，直接擁立胡亥為帝，即為秦二世。
沒有了給秦始皇求藥作借口的徐福一時也騎虎難下，於是在同年，他帶著浩浩蕩蕩的求仙團隊數千人漂洋過海，尋找虛無縹緲的三神山和靈丹妙藥去了。
徐福沿著海岸線，從家鄉北海岸的黃河營古港啟航東渡，經遼東半島到朝鮮半島，最後到達日本的北九州，他感到當地氣候溫暖、風光明媚、人民友善，便停下來自立為王，教當地人農耕、捕魚、捕鯨和瀝紙的方法，不回來了。這也就是《史記》中記載的，“徐福得平原廣澤，止王不來。”其中平原廣澤應該就是今天日本的北九州。
日本至今還保存著很多有關徐福的遺跡，如徐福登陸地、徐福祠、徐福塚、徐福井等。日本的佐賀市、新宮市等地都被傳為是徐福當年登陸日本的地方。而且無論是日本還是韓國，當地的人民都十分懷念徐福，感激徐福給當地帶來的變化，在這些地方，世代傳說著徐福教授人們種植水稻、開鑿水井、製造農具、傳播醫藥、紡織等知識的故事，尤其是日本，徐福求仙團隊的到來，給日本帶去了翻天覆地的變化，將日本從一直徘徊不前的原始社會，一舉推向了奴隸社會。
話說徐福最初向秦始皇進言，要出海求取仙藥的時候，一是他自小生長在沿海地區，對海外事宜非常了解，二是曾看到過海市蜃樓，信心倍增，再加上秦始皇對長生不老藥的迫切渴望，於是忽悠始皇的過程順利無比。
然而，徐福最大的資本卻遠非這些。
徐福最大的資本，是他手裏真的有一顆靈丹妙藥，功效足可以讓一介凡人長生不老！
這顆靈藥是徐福的師傅臨死前交給徐福的，叫做九轉金丹。
聽徐福師傅講，這九轉金丹本來有兩顆，是他年輕時在華陰山下偶得之，其中一顆為真，一顆為假。
徐福的師傅當時並不知道哪顆是真哪顆是假，於是他想了一個狠招兒。
徐福的師傅喬裝冒名，在齊國用一個假身份向當時的秦王，也就是秦始皇的曾祖父秦昭襄王，獻上了兩顆靈藥中的一顆，因為秦昭襄王也對長生不老藥有著強烈的嗜好（莫非贏政那麼癡迷長生不老是遺傳的？），如果獻的那顆藥是真的，那麼秦昭襄王必有重賞，榮華富貴一生也可以知足了。
如果獻的是假的，那麼徐福師傅手裏剩下的這一顆就是真的，自己服下就能長生不老！就算秦昭襄王吃假藥掛掉了，自己在齊國獻藥的身份是假的，隻要安排妥當也可以輕鬆跑掉（拿秦王試藥絕對是相當有創意的一招，左右都不吃虧，可見徐福的師傅也是相當有才滴）。
沒過幾年秦昭襄王就掛了，秦孝文王繼位，徐福的師傅就判定手裏的那顆靈藥，是真的！
徐福的師傅雖然判定手裏的靈藥是真的長生不老藥，但卻一直舍不得吃，他把這顆靈藥仿佛當作了絕世的藝術品一般，不忍心讓它就此絕世，反而忽略了這靈藥不吃拿著就是廢物，頂多可以利用它的香味兒熏熏衣服。
直到收了徐福做徒弟，徐福師傅就一心教授徐福方術。他心知徐福才逾自己數倍，說不定可以將自己的方術發揚光大，甚至能夠研究出九轉金丹的配方，再煉製成哪怕一顆九轉金丹，自己也就死而無憾了（放現在就一典型敬業的科學家，敬佩一個），於是徐福的師傅在臨死前把金丹交予了徐福。
但是，那一顆獻給秦昭襄王的九轉金丹，真的被秦昭襄王服下了麼？徐福手裏的那顆就是真的長生不老藥麼？