1901年徐錫麟出任紹興府學(xué)校算學(xué)講師，得到知府重用，后升為副監(jiān)督。1903年赴日本參觀大阪博覽會，會中竟有中國古鐘在展，徐錫麟憤感列強(qiáng)欺中國太甚。不久結(jié)識陶成章、鈕永建等，在他們影響下，徐錫麟思想發(fā)生了巨大轉(zhuǎn)變，逐漸放棄對清政府的希望，棄改良而從革命。當(dāng)時，“《蘇報》案”事起，日本留學(xué)生群起反對，徐錫麟也慷慨解囊，積極參與營救章炳麟。歸國后，在家鄉(xiāng)建蒙學(xué)、設(shè)書局，以期開啟民智，因遭排擠，事竟不成，仍退任副監(jiān)督之職。此時，俄人逼我遠(yuǎn)東，徐錫麟慟哭國弱受欺，于是投筆從戎，開始苦練槍法。

1904年初，紹興城內(nèi)大善寺地產(chǎn)被天主教覬覦，將至不保。徐錫麟得知后，抱病奔走，呼吁群眾與教會作斗爭，又積極發(fā)動紹興各商號聯(lián)名上書官府。因群情激憤，官府不敢包庇，天主教圖謀終未得逞。該年冬，徐錫麟因事過上海，得遇蔡元培、陶成章，首批加入光復(fù)會，后成為光復(fù)會的主要領(lǐng)導(dǎo)人之一。回紹興后，徐錫麟創(chuàng)辦了大通師范學(xué)堂，羅致少年英俊，教以軍法紀(jì)律，為革命培養(yǎng)人才。他還積極結(jié)交各地會黨，甚至延請他們?yōu)閷W(xué)校教練。不久，徐錫麟借北上聯(lián)絡(luò)大盜馮麟閣之機(jī)，出山海關(guān)，過吉林、奉天，走西北邊疆，查看了山川形勢，并親見日、俄在中國疆土上張狂角逐，憤憤不平，欲揮刀沙場“為國死”。

謀革命不易，為了達(dá)到反滿目的，徐錫麟等人逐漸產(chǎn)生了“以術(shù)傾清廷”的思想，他們打算以捐官之法，使光復(fù)會的成員學(xué)習(xí)軍事，乘機(jī)打入清廷內(nèi)部，以掌握軍權(quán)。于是他向清廷捐了一道員頭銜，指分安徽候補(bǔ)。經(jīng)多方活動，1905年冬，受紹興徐克丞資助和徐錫麟表叔、湖南巡撫俞廉三推薦，徐錫麟與馬宗漢、陳伯平各捐得官職，并被獲準(zhǔn)前往日本學(xué)習(xí)陸軍。但到日本后，由于清廷駐日公使的阻撓，學(xué)習(xí)陸軍的計劃被破壞，無奈回國。

歸國后， 徐錫麟等人又打算進(jìn)一步打入官府，“藉權(quán)傾虜廷”。通過發(fā)動利用各方關(guān)系，徐錫麟謀得籌辦安慶陸軍小學(xué)之事。后因表叔俞廉三的推薦和徐錫麟本人的精明干練，終于得到安徽巡撫恩銘重用，光緒三十二年。冬季他到了安慶，向撫院落報到，恩銘接見后，派他為安徽 巡警尹。他小心逢迎，拜恩銘為師，恩銘引為親信，又派他兼任巡警學(xué)堂會辦。徐錫麟食清廷之祿，卻時刻不改革命之志。1907年2月，徐錫麟與秋瑾約定在皖、浙同時舉行反清武裝起義。起義原定7月19日舉行，因一會黨人員在上海被捕，招供出革命黨人的一些別名暗號，兩江總督端方電令恩銘拿辦。恩銘召徐錫麟計議，徐錫麟見自己別號在列，知事機(jī)迫人，遂決定于7月8日巡警學(xué)堂舉行畢業(yè)典禮時舉義。誰知恩銘這天有事，要求將畢業(yè)典禮提前兩天，無奈起義只得于6日舉行。外援不至，準(zhǔn)備未周，起義堪憂。

6日，恩銘及文武官吏陸續(xù)齊集巡警學(xué)堂，畢業(yè)典禮開始.徐錫麟當(dāng)時呈上畢業(yè)名冊，口頭報告了畢業(yè)官兵人數(shù)，隨后市場說：“報告，今天有革命黨人起事！”恩銘拍案高聲說：“在哪里？什么人？”徐即應(yīng)聲說：“在這里，就是我。”話音沒落，就朝恩銘連射數(shù)槍。大家奪門逃命。恩銘在被抬出去時喊叫道：“快把亂黨就地正法。”于是藩臺馮煦命令大家一齊集中到撫院。顧松也去了，他們集中在大堂后東邊大廳里，忽聞上房內(nèi)哭聲震天，又見同仁醫(yī)院院長、美國人戴世璜與拎著包的一行人匆匆走出，大家圍上去打聽消息，戴說”不中用了，身中六七槍，尤以右耳及腰部兩顆子彈無法治理。“一會兒，人聲又開始雜亂，幾名士兵將徐錫麟反綁著押來了。他見藩臺說：“大帥安否？”馮將腳一跺，說：“畜生，大帥待你何等恩厚，現(xiàn)被你槍殺，還敢問安否？”徐笑道貌岸然：“問大帥安問正是私誼也。”接著說：“槍殺恩銘，此乃正義也。”這時忽然傳說“太太下來了。”宣稱要將徐先剜心，后斬首。

公堂之上，面對審判，徐錫麟義正詞嚴(yán)，怒斥清廷專政誤國。清官質(zhì)問徐錫麟：恩銘待你不薄，為何刺殺。徐錫麟?yún)栄缘溃骸岸鲹岽遥交菀玻晃覛⒍鲹幔煜轮病！鼻骞儆謫枺喝瓿Ｒ姸縻懀瑸楹尾挥谑鹬袣⒅Ｐ戾a麟言：“署中，私室也；學(xué)堂，公地也。大丈夫作事，須令眾目昭彰，豈可鬼鬼祟祟。”遂自寫供詞，愿一人承擔(dān)責(zé)任，不牽連學(xué)生。

1907年7月6日，光復(fù)會成員安徽巡警處會辦兼巡警學(xué)堂監(jiān)督徐錫麟，在安慶刺殺安徽巡撫恩銘，率領(lǐng)學(xué)生軍起義，攻占軍械所，激戰(zhàn)4小時，失敗被捕，慷慨就義。審訊時揮筆直書：“蓄志排滿已十余年矣，今日始達(dá)目的。本擬殺恩銘后，再殺瑞方、鐵良、良弼，為漢人復(fù)仇。”

1907年7月7日，徐錫麟慘遭殺害，心肝被挖，用于炒菜。