1907年，加入加入中国同盟会四川支部，自此参与革命。同年9月，参加反清蜂起计划，但事前消息走漏，逃亡到陕西省。尔后在接受同盟会的指示时，在国内各地从事革命活动、回到四川。1910年，开始进入四川高等警官学堂就读。1911年夏天，四川铁路的保路运动爆发，徐代堪也参加其中。同年11月，蜀军政府在重庆成立，徐堪参加，出任蜀军第4标标统。
中华民国成立后.1913年8月，二次革命爆发，革命派熊克武、杨庶堪等共同起兵反对袁世凯，败北后逃入上海。这个时候，将本名「代堪」改成一个字为