徐定超于光绪二年（1876年）中举人，光绪九年（1883年）成进士；同年五月，着以主事分部学习，授户部广东司主事，曾任户部则例馆纂修。光绪二十五年（1899年）被聘为京师大学堂医学教习。光绪三十二年（1906年）授山东道监察御史，次年转江西道、河南道。宣统元年（1909年）十一月，就任浙江两级师范学堂监督。宣统三年（1911年）春，被举为浙江省学务议长。辛亥革命爆发后，曾任温州军政分府都督。民国元年（1912年）三月，改永嘉县知事。民国七年（1918年）1月，乘普济轮返回温州途中，遭遇海难，不幸去世。