他于1987年本科毕业于南京理工大学材料工程系，1990年获东南大学材料学硕士学位，1995年在日本东京工业大学取得博士学位后回国任教。2003年晋升为教授，2005年被评为博士生导师，曾担任材料科学系主任、学院副院长等职。
在科研领域，徐师昌主持国家自然科学基金重点项目3项、省部级科研项目12项，在*Advanced Materials*、*ACS Nano*等国际顶级期刊发表论文180余篇，申请国家发明专利47项，其中23项已授权。他研发的石墨烯基柔性储能材料技术实现产业化转化，相关产品广泛应用于新能源汽车、智能穿戴设备等领域。
教学方面，他主讲《材料科学基础》《纳米材料导论》等课程，指导博士研究生28人、硕士研究生45人，其中5人获江苏省优秀毕业论文奖。作为团队负责人，他带领的“先进复合材料创新团队”获评教育部长江学者创新团队。
徐师昌曾获国家科技进步二等奖1项、江苏省科技进步一等奖2项，2018年入选国家“万人计划”科技创新领军人才，兼任中国材料研究学会理事、《材料工程》期刊编委等职务。他长期致力于推动产学研融合，与多家企业共建联合实验室，促进科技成果转化落地。