加入中国共产党。1949年，徐利治获得了英国文化委员会的奖学金，赴英国阿伯丁大学和剑桥大学访问进修各一年。1951年担任了清华大学数学系副教授，兼任北京师范大学数学系副教授。1952年，徐利治同王湘浩、江泽坚等人自愿去到长春，在东北人民大学（现吉林大学）组建了数学系，徐利治任数学系副主任。1956年提升为正教授。1956年，苏联科学院邀请中国科学院派代表团参加泛函分析及其应用国际会议，三人代表为南京大学曾远荣、中国科学院田方增和东北人民大学徐利治。徐利治代表东北人大向列昂尼德·维塔利耶维奇·康托