御曹操，徐庶以刘备是汉室皇亲，而且信义著于四海，前往投奔，刘备见徐庶后，非常器重他，
曹操得知刘备于新野驻军，派遣曹仁率领大军前来攻打，徐庶用计遣张飞、赵云大破曹仁前锋，并将吕旷、吕翔斩杀，后曹仁亲自点兵前来，李典又被赵云杀败，曹仁于是摆八门金锁阵，但是徐庶很快识破阵中破绽，派遣赵云率领五百军士将前往破阵，杀败曹仁，曹仁不甘失败，决定晚上前来劫寨，但又被徐庶算到，曹仁大败而归，徐庶又设计夺取了樊城。
曹操得知刘备用徐庶为军师之后，在程昱的建议下，先将徐庶的母亲掳至许昌，后程昱模仿徐庶母亲的笔记给徐庶写了一封信，徐庶见是母亲亲笔书信，向刘备告别，临走之前向刘备推荐南阳诸葛亮，自己只身前往许昌，徐庶到许昌见了母亲之后才得知自己被骗，徐母在斥责徐庶之后自杀，徐庶也发誓终生不为曹操献一计一策。
赤壁之战时徐庶识破庞统的连环计，但嫌曹死母亲不向曹操说明，在庞统的指引下，徐庶制造谣言说西凉马腾、韩遂造反，杀奔许昌，曹操无计可施之际，徐庶当即向曹操请命，率领三千兵马，以臧霸为先锋，星夜离开赤壁，魏文帝时，徐庶官至右中郎将、御史中丞。