1920年，拜法國著名畫家達仰為師。
1921年，離開巴黎，轉至經濟蕭條的德國柏林，問學於畫家康普。
1922年，從學於康普的同時，到博物館臨摹著名畫家倫勃朗的畫作，並常去動物園畫各種動物，以提高寫生能力。
1923年，返回法國巴黎繼續學習。5月，作品《老婦》入選法國國家美術展覽會（沙龍）。
1924年，未接到北洋政府發放的學費，生活窘迫，胃病複發。繪畫技法日臻成熟。
1925年，與遊曆法國的黃孟圭結伴，途經新加坡回國。田漢在上海舉行“消寒會”，向文化界人士介紹和舉薦徐氏及其作品。
1926年，春日，返回法國。夏季，至比利時首都布魯塞爾並在此臨摹藝術大師約斯坦的《豐盛》，受益匪淺。自感這一年是創作最多的一年，其中不乏得意之作，如油畫《簫聲》、《睡》等。
1927年，先後遊曆了瑞士及意大利的米蘭、佛羅倫薩、羅馬等地，觀賞到眾多名家畫作。
1928年1月，與田漢、歐陽予倩組織南國社。在上海成立南國藝術學院，擔任繪畫科主任。2月，應南京中央大學的聘請任藝術係教授。10月，任北平大學藝術學院院長，年底辭職。
1929年，專職在南京中央大學任教。在第一屆全國美術展覽會《美展彙刊》上連續發表《惑》、《惑之不解》等文章。
1930年，完成油畫《田橫五百士》。夏天，在江西南昌走訪民間木雕藝人範振華。
1931年春，在比利時首都布魯塞爾舉辦個人畫展。完成《九方皋》第七稿。
1932年，在參照南齊謝赫提出的中國畫“六法”論的基礎上，根據西洋繪畫的藝術法則提出了在素描創作上應遵循的“七法”。
1933年，完成油畫《徯我後》。應法國國立美術館之邀前往巴黎舉辦中國近代繪畫展。
1934年，遊曆意大利威尼斯、佛羅倫薩、羅馬等曆史文化名城。8月，返回南京。
1935年，捐獻作品及收藏，擬在廣西桂林獨秀峰下建一美術館，由於全國抗戰爆發，未能實現。
1936年，與汪亞塵、顏文梁等人組織畫會“默社”。創作《逆風》、《沉吟》、《柳鵲》等畫作。
1937年，在香港、廣州、長沙等地舉辦畫展。在香港購得視為自己生命的宋人畫《八十七神仙卷》。10月，隨中央大學內遷赴重慶。創作《巴人汲水》。
1938年，繼續在中央大學藝術係任教。接受印度著名詩人泰戈爾的邀請籌備赴印展覽。10月，攜大批作品離開重慶。
1939年，在新加坡舉辦籌賑畫展。在印度國際大學舉辦中國近代畫展。
1940年，繼續在印度逗留，與泰戈爾結下深厚的友誼。在加爾各答舉行作品展。完成中國畫《愚公移山》。
1941年，由印度回國，途經檳城、怡保、吉隆坡等地，舉辦畫展，並將幾年來賣畫所得近10萬美元全部捐出用於抗戰救災。
1942年，在雲南保山、昆明舉辦畫展。到重慶，繼續在中央大學藝術係任教。在重慶盤溪籌備成立中國美術學院。
1943年，繼續主持籌辦中國美術學院。在重慶舉辦畫展。
1945年，與蔣碧薇女士離婚。大病未愈，仍堅持在中央大學藝術係任教。在郭沫若起草的《文化界對時局進言》上簽名，主張廢除國民黨的一黨專政。
1946年1月，與廖靜文女士結婚。擔任北平藝術專科學校校長。
1947年，發表《新國畫建立之步驟》、《當前中國之藝術問題》等重要文章。
1948年，與夫人廖靜文拒絕隨國民黨南遷，團結北平藝術專科學校全體師生員工保護學校。
1949年，出席在捷克斯洛伐克共和國首都布拉格舉行的第一屆保衛世界和平大會、中華全國文學藝術工作者代表大會。當選為全國文聯委員、文聯全國委員會常務委員、第一屆全國政協代表和北京市人民政協委員。任中央美術學院院長。
1950年，在全國戰鬥英雄、勞動模範代表大會上為戰鬥英雄畫像。為創作《毛澤東在人民中》畫了大量速寫和構圖。
1951年，抱病到山東導沭整沂水利工程工地體驗生活，為勞模、民工畫像，收集反映新中國建設的素材。7月，患腦出血，半身不遂。
1953年，抱病指導中央美術學院教學工作，為結業班的學生講課，為教員油畫和素描進修小組上課。為抗美援朝的誌願軍畫《奔馬》。9月23日，擔任第二次文代會執行主席，腦出血症複發。26日晨，逝世於北京醫院，享年58歲。
名言
● 車多礙轍，船多擦邊。
● 大海能衝刷掉人類的汙垢。
● 寧方毋圓，寧髒毋淨，寧拙毋巧。
● 沒有一種遺產能像誠實那樣豐富的了。
● 必須用事實讓他們重新認識一下真正的中國人。
● 花朵凋謝，明年還會再開；青春逝去永遠不會再來。
● 隻要有所事事，有所追求，人就把握住了機運的車輪。
● 我們不應該帶著觀點來調查事實，而必須用事實來證明觀點。
● 人不是根本不相信自己的死，就是在無意識中確信自己不死。
● 那些纏扭著家庭的人，命定要永遠閉臥在無靈魂世界的僵硬的生活中。
● 勞之反麵為逸，閑暇雲者，固無所事事，逸則有事如無其事也。故形容詞之逸氣逸筆逸才，乃言其從容解決困難也。
● 一個人如果對待陌生人親切而有禮貌，那他一定是一位真誠而富有同情心的好人，他的心常和別人的心聯係在一起，而不是孤立的。
● 中國畫之妙處，有如水之就下，自成文章，奔流穿澗，漩轉縈回。或一瀉百尺如飛瀑，或涓涓滴滴若吐珠。要以引用自然，隨勢順逆為其極則，以自然人乎規矩者也。
● 西洋畫如打台球，三球相距或遠或近，順者易合，逆者每違。而必深解其理，迫之相撞，旁敲側擊，緩急疾徐，率直迂回，求其必中。其奇妙時，神出鬼沒，變化無窮，而值合乎數理。此以規矩人乎自然者也。