徐树铮（1880年—1925年），中国近代史上的政治、军事人物，北洋军阀皖系名将。字又铮，号铁珊，又号则林，江苏萧县（今属安徽）人，因区别于同时期的另一政治人物徐世昌，人称“小徐”。
徐树铮早年考中秀才，1901年从家乡赴山东投奔袁世凯，开启了军旅生涯。1905年至1910年东渡日本学习军事。他是段祺瑞的心腹谋士，在辛亥革命、洪宪帝制、张勋复辟时辅佐段祺瑞“三造共和”，又在与冯国璋的斗争中引张作霖奉军入关，以巩固皖系权力，并主持“武力统一”。他还成立安福俱乐部，操纵国会选举，活跃于民初政治舞台。后因南征失利及军阀间的不和，徐树铮转向西北筹边。他以武力为后盾，于1919年11月迫使外蒙古无条件撤销自治，回归中国中央政府的直接管辖之下，并以西北筹边使身份坐镇外蒙，加以经营。1920年夏返回北京，参与直皖战争，败北后逃亡日本。后来他试图扶植段祺瑞东山再起，联络孙中山、张作霖形成反直系三角同盟，曾攻入福建，组织建国军政制置府，但很快失败。1924年以后出国游历，1925年冬回国，欲联合孙传芳和张作霖反对冯玉祥。因徐树铮曾暗杀冯玉祥的姻亲陆建章，故冯玉祥对他更加仇视，命张之江在1925年12月30日徐树铮乘火车离京经廊坊时将其劫持并枪杀。
徐树铮文武双全，才华横溢，著有阐述他政治思想的《建国铨真》及文学作品《视昔轩文稿》《兜香阁诗集》《碧梦庵词》等。
1880年11月11日（光绪六年十月九日），徐树铮出生于清朝江苏省徐州府萧县（今属安徽省）醴泉村。在此之前，他的父亲徐忠清（又名徐世道）和母亲岳氏已经生育两个儿子和四个女儿。当时，徐忠清已有四十七岁，而岳氏也有四十五岁，徐树铮的出生对他们来说可谓老来得子，因此对徐树铮格外疼爱，正如徐树铮所回忆的那样：“树铮于昆弟序最幼，先考妣抚爱规教，倍切于兄姊”。
徐树铮出身于一个耕读之家，他的祖父徐兰因躲避太平天国之乱而逃到了徐州城外的醴泉村定居。他的父亲徐忠清原本是一个乡村塾师，1873年被选为拔贡生；母亲岳氏为徐忠清之继室，其家族自称岳飞后裔。徐树铮的外祖父岳封叔是个看相先生，因看中徐忠清有富贵之相而将女儿嫁给他。徐树铮从小生长在这样一个乡村知识分子的家庭环境中，自幼深受儒家熏陶，并且聪明伶俐，乡里争传他“七岁能诗”，誉为神童。十三岁那年（1892年）考中秀才，四年后以岁试第一等第一名的成绩补廪生，可谓少年得志。
1897年，徐树铮赴省城江宁（今南京）参加乡试，不幸落榜。此时清朝在甲午中日战争中失败，列强掀起瓜分中国的狂潮，中国的知识分子也逐渐觉醒，不少人走上投笔从戎的道路，徐树铮就是其中之一。此次名落孙山后，他就放弃科举，认为“儒者读书，要以致用为宗。频年朝政日非，丧师割地，为国大辱。释而不图，虽皓首牖下何益？”于是徐树铮将他投笔从戎的志向诉说给父母听，父母借口他还年轻而不予同意。此后的徐树铮便“思究兵谋，留意天下政财大略，预为投笔计”。
1900年，八国联军侵华战争爆发，徐树铮听说清政府正在招募士兵，认为这是自己实现夙愿的大好时机，便从父亲的床头拿了钱偷偷离家投军。岳氏发现儿子离家出走之后，亲自坐上骡车，追到清江，把徐树铮带回了家。儿子胆大的举动让父母十分担忧，为了打消徐树铮从军的念头，父母强逼徐树铮娶亲成婚。新娘是同样出身乡村塾师家庭的夏宣。尽管如此，徐树铮仍割舍不掉他的军旅情结，夏宣甚至还出奁金资助丈夫追求梦想，徐忠清夫妇见无法阻拦，不得已同意徐树铮离家投军。
1901年，徐树铮离开徐州前往济南，欲投奔当时的山东巡抚、统领新建陆军的袁世凯，并上书一封，中心内容大致是“国事之败，败于兵将之庸蹇。欲整顿济时，舍经武无急务”，袁世凯正值母丧丁忧，所以不能亲自接见徐树铮，便派山东观察使朱钟琪来代他考察这位年轻人。但徐树铮与以“名士”自居的朱钟琪话不投机，被拒之门外，朱钟琪甚至还向徐树铮的家乡寄去了讥讽他的书信。就在徐树铮落魄于济南城中之时，他遇到了袁世凯之部下段祺瑞，两人一见如故，段祺瑞遂聘徐树铮为记室，徐树铮遂成为段祺瑞20多年的左膀右臂，并开启了他事业的起点。
1905年，徐树铮在段祺瑞的支持下，东渡日本学习军事。他先在振武学校学习基础知识，三年后进入日本陆军士官学校步兵科就学，1910年学成回国。回国时才知道父亲已在几年前去世，不禁放声痛哭。
徐树铮被清政府分配到驻扎北京南苑的陆军第六镇，仍归段祺瑞麾下。不久后又前往彰德拜访“回籍养疴”的北洋领袖袁世凯。1911年10月10日，武昌起义爆发，清政府很快陷入土崩瓦解的境地。袁世凯被起复以镇压革命，到11月更登上内阁总理大臣宝座。此间徐树铮为段祺瑞出谋划策，使计划起义攻入北京的吴禄贞被暗杀。接着，段祺瑞被任命为湖广总督，徐树铮随他驻扎湖北孝感。其后袁世凯授意段祺瑞等部将拥护共和，逼宫清廷，徐树铮受命为段祺瑞草拟拥护共和的通电，并以总参谋官身份名列49名将领之中。1912年2月12日，清帝退位，孙中山将中华民国临时大总统之位让与袁世凯。段祺瑞成为民国政府的陆军总长，徐树铮则被任命为其属下的军学司司长，旋调任军马司司长。1914年升为陆军次长。当时，段祺瑞因镇压白朗起义而不在陆军部，回京后又因对袁世凯不满而经常不上班，所以陆军部的事务实际上由徐树铮掌管。
1915年二十一条签订后，段祺瑞、徐树铮相继免职，当时袁世凯正筹划称帝，段、徐二人都表示反对。而袁世凯则认为段祺瑞的态度是徐树铮推动的，所以对徐树铮尤为忌恨。1916年袁世凯撤销帝制后，段祺瑞升任国务卿（后改称国务总理），拟用徐树铮为其秘书长，由于袁世凯不悦，遂改为副秘书长。从陆军次长到国务卿副秘书长这段赋闲期间，段祺瑞用美国军械军火的回扣钱创办了北京正志中学（现为北京市首都师范大学附属中学）。
1916年6月，袁世凯死去，副总统黎元洪继任大总统，段祺瑞仍为总理，徐树铮升为国务院秘书长。他在任时行事独断，威福自专，气得黎元洪抱怨道：“现在哪里是责任内阁制，简直是责任秘书长制！”连段祺瑞也说“又铮荒唐”。徐树铮与当时的内务总长孙洪伊对立，一度闹得不可开交，最后经徐世昌调解，黎元洪遂于1916年11月将二人分别免职。
1917年春，围绕对德宣战问题，府院之争达到白热化。段祺瑞企图在日本的支持下对德国宣战，而黎元洪则唱反调。在段祺瑞的部下中，唯有徐树铮一人反对，认为中国应在一战中严守中立。但段祺瑞不听徐树铮劝谏，于3月14日宣布与德国断交，5月1日操纵国会通过对德宣战案。大总统黎元洪拒绝盖印，并且在美国公使芮恩施“允为后盾”之下，利用5月18日北京英文《京报》披露段祺瑞向日本借款1亿日元而引起民愤之事罢免了段祺瑞总理之职。段祺瑞离京赴津，试图东山再起。徐树铮作为段祺瑞麾下骨干，为段祺瑞恢复权力而四处奔走，还参加了1917年5月长江巡阅使张勋组织督军团召开的第四次徐州会议。段祺瑞从徐树铮那里得知张勋欲借调停府院之争以恢复清朝的计划以后，决定暂时不反对复辟，等到张勋复辟成功后再行讨伐，趁机夺回总理宝座。果然，张勋应黎元洪邀请进京后，就于1917年7月1日扶植清朝逊帝溥仪复辟。段祺瑞在7月3日马厂誓师，自立为讨逆军总司令，以徐树铮、梁启超等为参赞，讨伐张勋。讨逆军组织前后，徐树铮并不在段祺瑞身边，而是南下蚌埠、南京等地，游说北洋实力派倪嗣冲、冯国璋等反对复辟。不久后返回天津，到7月12日，张勋复辟失败，段祺瑞以“三造共和”的功勋重掌大权，而每一次行动都与徐树铮是分不开的，正如徐树铮的朋友陈兴亚向他致电所说那样：“以总理（段祺瑞）坦白无私，而有三造共和之功，实皆兄运筹赞襄之力居多。”
张勋复辟后，黎元洪引咎辞职，由镇守南京的副总统冯国璋代理大总统。1917年8月10日，徐树铮再次出任陆军部次长。当时，西南的桂系陆荣廷、滇系唐继尧等军阀处于独立状态，孙中山也在广东发起护法运动，湖南自治运动勃兴，面对南北分裂的局面，段祺瑞力主武力统一，而冯国璋则主张“和平混一”，使府院之争再起。徐树铮与段祺瑞紧紧站在一起，共同进退。1917年11月，皖系的另一骨干傅良佐在湖南被陆荣廷打败，武力统一政策受挫，段祺瑞和徐树铮相继辞职。
徐树铮辞职后，继续为武力统一政策四处活动，他将直隶督军曹锟拉拢过来，又召集北洋各省督军和督军代表（除长江三督外）召开天津会议，于是武力统一的呼声重新高涨，段祺瑞为首的皖系军阀又占了上风。在徐树铮等人的压力下，冯国璋被迫赞同武力统一，到1918年2月时，曹锟、吴佩孚、张敬尧、张怀芝、冯玉祥等各路军阀纷纷南征。
徐树铮在向冯国璋施压的同时，又秘密怂恿奉天督军张作霖率兵入关。他的目的一是为了加大迫使冯国璋主战的压力，二是为了截获陆军总长段芝贵向日本订购的武器，四分之三给张作霖，四分之一给自己，三是让冯国璋亲信王士珍下台，皖系领袖段祺瑞重新出任总理。2月22日，奉军在秦皇岛强行截获日本军械，冯国璋和段祺瑞均对徐树铮勾结张作霖截获军械之举极为惊讶，徐树铮辩解说他是为了防止军械落入主和派手中。段祺瑞本欲利用这批军械编练“参战军”，不愿其落入张作霖手中，遂召见徐树铮，指责他此举是“教猱升木”，徐树铮反问教长江三督“升木”者是谁（即冯国璋），段祺瑞无言以对。进入3月以后，奉军在徐树铮的策划下陆续入关，拥护段祺瑞重新上台，徐树铮的计划遂大功告成。在段祺瑞下台后的几个月内，徐树铮在各路军阀间的纵横捭阖是他在政治舞台上独立完成的第一个“杰作”。当时在正志中学教书的著名学者林纾曾作《匹马度关图》以称颂之。
段祺瑞第三次做总理以后，徐树铮专注于武力统一，他以奉军副司令的身份代行总司令张作霖的职权，指挥数万奉军南下应援作战，反复激励和催促曹锟、张怀芝率领第一、二路南征军赴湖南与南军作战，并遥控浙闽联军进攻广东，指示川陕刘存厚和陈树藩坚持抵抗护法军。起初北军节节胜利，夺取了岳阳和长沙。1918年4月，徐树铮与段祺瑞一道“南巡”汉口，召开军事会议。段祺瑞返回北京后，徐树铮南下长沙，亲自部署战局。这时湘军赵恒惕、刘建藩等部已反攻回来，徐树铮急调一支奉军迅速入援，自己于5月1日回京，继续辅佐段祺瑞展开对南作战。随着战争陷入胶着状态，局势对皖系越来越不利，特别是段祺瑞政府在1918年5月16日签订的《中日陆军共同防敌军事协定》披露以后更是引起了新一轮的反战浪潮。5月21日，徐树铮受段祺瑞之命再次南下汉口、长沙，稳住前线士气。
张勋复辟后，段祺瑞就采纳研究系梁启超、汤化龙等之意见，宣称不要旧国会、不要旧约法、不要旧总统，而是成立了一个过渡性的临时参议院，并由冯国璋签署了选举新国会的命令。徐树铮遂积极从事于新国会的绸缪，打算成立一个支持皖系军阀的政党来控制国会。他认为政党一词“为世诟病”，已经污名化，王揖唐乃建议用俱乐部之称，又因为该俱乐部在1918年3月8日成立于北京安福胡同，故称为安福俱乐部。由于徐树铮是现役军人，不便直接出面，因此是安福俱乐部的幕后操纵者。1918年6月，徐树铮自南方前线回京后，更加紧锣密鼓地筹划选举事宜。由于权势干预，安福系与梁士诒、叶恭绰等的交通系联手在参众两院选举中大获全胜，成功排斥了劲敌研究系。徐树铮大喜过望，于1918年6月29日致电各省督军说：“各省区参、众选举已揭晓者，其成绩以奉、皖、黑、晋、热、察、中央各部及蒙、藏为全胜，吉、豫十之九，京、绥五分四，鲁、苏四分三，直、赣、浙三分二。以上选员得人，为国称庆，吾兄闻之，当亦为之快慰也。”此次选举出的国会是中华民国第二届国会，由于安福系包揽70%以上的议员名额，因此又称“安福国会”。
安福国会出笼后，选举新任大总统成为当务之急。代理大总统冯国璋并非不想转正，但他看到国会已被安福系控制，自知大势已去，不愿参选；国务总理段祺瑞虽然在政斗中处于上风，但由于树敌过多，直系军阀及国会中的交通系、研究系都不乐见他当选，南方更是誓死反段，所以他也表示不参选大总统。而标榜超然主义的北洋元老徐世昌成为众望所归的大总统候选人。9月4日，徐世昌当选中华民国大总统，作为这次选举幕后导演的徐树铮在现场“面有得色”，并第一时间将此消息通报给各省军民长官。徐树铮领导的安福系在国会和总统选举中出尽风头，引起各方不满，尽管他一心维护段祺瑞的地位，但段祺瑞权衡利弊，决定辞去总理之职，专任参战督办。1918年10月10日，徐世昌正式就职，段祺瑞和冯国璋也同时下台，由钱能训代理国务总理。但段祺瑞仍在徐树铮等人的辅佐下把持着实权。徐树铮在筹划国会选举的同时，杀死了段祺瑞的政敌陆建章。此事虽在段祺瑞的袒护下不了了之，但引起了各路军阀的不满，尤其是陆建章的侄女婿冯玉祥，虽然当时并未流露，却为七年后刺杀徐树铮埋下伏笔。
徐树铮活跃于北京政界之时，南方前线的局面却越来越糟。先是主将曹锟称病北返，吴佩孚等前线将领又产生厌战情绪，私下与南方通款，又发电斥责徐树铮“坚持武力、得陇望蜀”，甚至公然反对安福系选出的徐世昌当大总统。另一方面，张作霖与徐树铮也产生龃龉，徐树铮不得不于1918年10月1日辞去奉军副司令之职，专任参战督办处参谋长，负责编练参战军。
不久后，第一次世界大战结束，不仅国际和平成为人心所向，国内和平也压倒了武力统一之声，新任大总统徐世昌公开鼓吹南北和解，美国和日本也不愿段祺瑞的武力统一政策继续下去。在此情况下，段祺瑞与徐树铮难以坚守武力统一政策。1918年10月24日，徐世昌下了一道和平令，徐树铮自然不甘接受，徐世昌乃把他支去日本“观操”。11月4日，徐树铮启程赴日，11月16日，徐世昌下达停战令，武力统一政策宣告破产，等12月16日徐树铮“观操”归来时，南北和平会议已经拉开帷幕，徐树铮对此无可奈何，遂于12月25日请假回徐州省亲，以示不满。
其后徐树铮一面继续编练参战军，一面幕后操纵南北和会，徐世昌亦不愿受段祺瑞、徐树铮的摆布，起用徐树铮的死对头靳云鹏、张志谭分别为陆军总长、次长以牵制之，南方则要求解散安福国会及参战军，各方矛盾在此期间交织在一起，使南北和会毫无进展，到1919年5月13日，南北谈判破裂。
尽管参战军没有遭到解散，但在国内外追求和平的潮流下，依赖日本借款、挑起南北战争的皖系军阀已成为众矢之的，最受段祺瑞器重的徐树铮更是被推上风口浪尖。因此，徐树铮不得不为参战军找一条出路，而这条出路就是外蒙古。辛亥革命时，外蒙古在俄国庇护下独立，后又取消独立，改为自治，中华民国仅享有宗主权的空名。俄国十月革命以后，外蒙的王公和喇嘛受到震动，遂生撤销自治、回归中国之心，日本则指使出身布里亚特人的白俄军官谢苗诺夫染指外蒙，这种局势使外蒙撤治提上了北洋政府的议事日程。
徐树铮很早就关注外蒙问题，1912年在给当时还是段祺瑞手下干将的靳云鹏的信函中就已阐述他力保蒙古的战略思想。1918年10月，徐树铮辞去奉军副司令之职后，负责编练参战军，派人到河南、安徽等地招募新兵，组成三师四旅的规模。1919年1月，皖系人物察哈尔都统田中玉提出条陈，首次公开提出撤治的建议；4月17日，徐树铮提出《西北筹边办法大纲》，不仅主张撤治，更提出了使外蒙与内地一致的同化政策。6月13日，北洋政府正式任命徐树铮为西北筹边使，7月18日颁布西北筹边使官制，同时参战军改为边防军，参战督办处改称边防督办处。6月底以后，边防军陆续开拔外蒙。徐树铮动员的驻守外蒙古的边防军其实只有第三旅第七、第八两个团的兵力，其余大部分边防军都驻守内地，以备军阀混战之用。
虽然外蒙撤治已成定局，但外蒙的王公和喇嘛两派围绕撤治条件问题明争暗斗，尤其是喇嘛不愿失去既得利益，对撤治颇为抵触，导致撤治延宕不决。中央政府驻外蒙的代表都护使陈毅则周旋两方之间，商定了《外蒙善后条例》63条方案，准备由外蒙王公呈报中央政府批准。此时，徐树铮还陷入北京的政争之中，他在6月成功推翻了钱能训内阁，扶植龚心湛代理国务总理，徐世昌为了打击徐树铮的气焰，与曹锟、张作霖联手，点名要已成为徐树铮之政敌的靳云鹏组阁，徐树铮反对靳云鹏组阁失败，开始专心于外蒙古问题。都护使陈毅与蒙古王公方面商量的有条件撤治方案，显然不符合徐树铮的口味，他于1919年10月23日自京启程，10月29日抵达外蒙首府库伦（今乌兰巴托），11月1日便指出陈毅撤治方案的“七不可”，主张简括数句，快刀斩乱麻地解决外蒙问题。随后他排挤陈毅，并对外蒙当局施压，于11月14日夜晚直赴外蒙“总理”巴德玛多尔济住处，出示他新拟8项撤治条件，逼其签字；或者外蒙先提出撤销自治，再商定条件，并警告巴德玛多尔济说：“宽限一日，夜晚须解决，否则拿解者不止一佛（指外蒙“皇帝”哲布尊丹巴活佛），执事虽老，亦当随行！”巴德玛多尔济听了以后吓得战战兢兢，第二天便赶紧召集王公和喇嘛开会，拟出了请求撤治的呈文，马不停蹄地交给徐树铮，徐树铮为昨日的鲁莽向巴德玛多尔济道歉，随后立刻将呈文送至北京。11月22日，大总统徐世昌批准外蒙撤治呈文，至此外蒙古全境重新被置于中国中央政府的直接管辖之下。此前一天，徐树铮已从库伦返回北京复命。
1919年12月2日，北洋政府任命徐树铮为外蒙活佛册封专使，12月27日，徐树铮第二次来到库伦，1920年1月1日为哲布尊丹巴八世举行册封典礼，在恰克图巡视边务后于1月24日返回北京。1920年5月10日，徐树铮第三次赴蒙。不久后，北洋内直奉矛盾陡然升级，徐树铮于6月被段祺瑞召回。接着，大总统徐世昌于1920年7月4日免去徐树铮西北筹边使之职，徐树铮对外蒙的经营也就戛然而止。一年后，外蒙古在苏俄的支持下独立建国。
徐树铮收复外蒙古，他本人和皖系的威信和实力随之大为增长，令奉系张作霖和直系曹锟如坐针毡。原本北洋各派系在段祺瑞、徐树铮的指挥下共同对南作战，到1920年时已经离心离德，大有剑拔弩张之势。徐树铮的政敌靳云鹏在直奉二系及徐世昌的支持下坐上总理之位，也让徐树铮耿耿于怀。1920年4月8日，曹锟在保定以悼念直军阵亡将士为名义，召集8省代表开会，不仅决议停止对南作战，还要求解散徐树铮所把持的安福俱乐部，矛头直指皖系。1920年5月，吴佩孚从南方前线撤回直隶，直皖关系日益紧张。直系明确提出罢斥徐树铮，段祺瑞坚决不接受。7月3日，张作霖、曹锟、李纯等通电公布徐树铮“祸国殃民”、“卖国媚外”、“把持政柄”、“破坏统一”、“以下弑上”、“以奴欺主”六大罪状，7月4日，大总统徐世昌免徐树铮西北筹边使之职，改授远威将军，其指挥的边防军划入陆军部。段祺瑞和徐树铮对此怒不可遏，加紧对直系备战。7月9日，段祺瑞组建定国军，自任总司令，徐树铮任副司令兼总参谋长。7月14日，段祺瑞发布总攻击令，曹锟、吴佩孚率军迎战，直皖战争爆发。两军从廊坊到高碑店一线展开战斗，到7月17日时，皖军将领曲同丰被吴佩孚生擒，张作霖也通电助直反皖，战局急转直下，徐树铮见大势已去，当晚从廊坊战场逃回北京。7月19日，段祺瑞引咎辞职，直皖战争结束。
皖系战败后，安福俱乐部被解散，徐世昌下令通缉徐树铮等“十大祸首”，徐树铮逃到日本公使馆避难达百余日。1920年11月14日，徐树铮藏在一个箱子里，被运离日本公使馆，然后自天津东渡日本。
自直系声讨徐树铮以来，徐树铮本人一直保持沉默，先是静观待变，而后埋头于军事部署，未尝公开以言语反驳。因为他自知树敌过多，不宜公开发言。直皖战争失败对徐树铮来说是一次沉重打击，不仅武力统一的梦想被彻底粉碎，而且他的政治生命也随着皖系的倒台而基本终结。此后徐树铮虽图谋卷土重来，但再也没有先前在中央政界呼风唤雨的能力了。
1921年1月末，徐树铮自日本返回上海，2月初秘密到达福州，劝说福建督军李厚基与浙江督军卢永祥一起推翻直系军阀。李厚基曾经是皖系成员，并与徐树铮有表亲关系，但他为了维护自己地位，不愿接受徐树铮建议。4月，徐树铮又游说卢永祥，卢永祥虽然是皖系军阀仅存的硕果，但与徐树铮有隙，为保存实力，也不予理会。这时，孙中山返回广东，展开第二次护法运动，自任中华民国非常大总统。徐树铮产生了与曾经的敌手——孙中山合作的想法。在此之前，徐树铮就和孙中山有了一些联络，他曾阅读《孙文学说》一书，对孙中山的主张表示赞成。收复外蒙古以后，又主动电告在上海的孙中山，孙中山也以陈汤、班超相称许。这时出于打倒直系的目标，徐树铮开始为皖系和孙中山牵线搭桥。
1921年12月22日，徐树铮抵达广州，试图会晤孙中山，孙中山因公务缠身，派廖仲恺、汪精卫、蒋介石等代为接见。1922年1月18日，徐树铮又前往桂林，在独秀山下靖江王府会见了孙中山，徐树铮建议孙中山与段祺瑞、张作霖建立三角同盟，打倒把持北京政府的直系军阀，孙中山表示赞成。两人相谈甚欢，孙中山甚至要把徐树铮留下来作参谋长，被徐树铮婉拒。徐树铮回到上海，致函隐居天津的段祺瑞，建议联合孙中山，段祺瑞权衡再三，终于同意。
1922年4月，第一次直奉战争爆发，张作霖的奉军败北，退回东北自保；6月，陈炯明与直系勾结，驱逐孙中山，孙中山回到上海。8月21日，徐树铮与孙中山在上海会谈，徐树铮拟至福建延平（今南平）策动他的旧部王永泉推翻李厚基，占领福建，作为反直根据地，请求孙中山调其部队相助。孙中山表示同意，派胡汉民去延平与王永泉商议合作条件，徐树铮本人也携带段祺瑞拨给他的80万元经费，于9月7日潜入延平，成功说服王永泉与效忠孙中山的粤军许崇智部一起打倒李厚基。9月27日，王永泉在延平宣布独立，许崇智亦从粤赣边境向福州进军。10月2日，徐树铮在延平建立“建国军政制置府”，自称“总领建国军政制置府事宜”，宣布尊奉段祺瑞和孙中山，在正统政府成立以前不听从任何人的号令，以其所著《建国铨真》为准则。随后王永泉和许崇智在其指挥下打败李厚基，徐树铮于10月17日进入福州，任命王永泉为福建总抚。但是，徐树铮的制置府基本上无人支持，不仅直系虎视眈眈，王永泉同床异梦，就连段祺瑞也不赞成徐树铮另立旗号。福建人民则高呼“闽人治闽”，孙中山方面亦主张“军民分治”。徐树铮接受孙中山的主张，以王永泉为福建总司令，闽籍国民党人林森为福建省长，昙花一现的建国军政制置府便被取消了。
1922年11月2日，徐树铮离开福建，经上海前往天津，会见段祺瑞，汇报闽事经过，后又返回上海，隐居近两年。这期间，他一直在撮合与维持段祺瑞和孙中山的联盟关系，另外他还在1924年夏秘密来到奉天，会见张作霖，捐弃前嫌，重修旧好，使皖奉一致针对直系。1924年夏秋之际，直系江苏督军齐燮元与皖系浙江督军卢永祥之间的江浙战争爆发，徐树铮再度活跃，援助卢永祥对抗齐燮元，但卢永祥的浙沪联军节节败退，到10月时只剩下上海，徐树铮趁机取而代之，通过卢永祥部将陈乐山、杨化昭逼卢下野，然后自任浙沪联军总司令。孙中山听说徐树铮登台，积极响应，发表了讨贼宣言，并鼓舞部下说：“又铮登台必可大振，望各方为之助力，我军仍决入赣。”不料，10月15日徐树铮到华界浙沪联军司令部开完会后返回上海英租界寓所时，被偏袒直系的英租界工部局拘禁，理由是他在租界从事军事活动违反相关规定，于是徐树铮欲在江浙大展宏图的计划流产了。
1924年10月21日，徐树铮获释后就乘英国船出国游历，逗留香港时听说政局发生剧变，冯玉祥在第二次直奉战争如火如荼之际发动北京政变，软禁大总统曹锟，段祺瑞重新出山，被奉为执政。徐树铮反对段祺瑞当执政，强调这只是一个傀儡地位，但段祺瑞还是在1924年11月24日出任中华民国临时执政，徐树铮便决定将外游计划由长期改为短期。1925年1月4日，段祺瑞任命在巴黎的徐树铮为考察欧美日本各国政治专使，组成一个15人的考察团，考察团先后访问了法国、英国、瑞士、意大利、德国、苏联、波兰、捷克、比利时、荷兰、美国、日本共12个国家，徐树铮会见了这些国家的元首，包括墨索里尼、斯大林、裕仁天皇等，并与法国交涉金佛郎案，为此案的解决起到重要作用。1925年12月10日，徐树铮率考察团回到上海。
徐树铮回国时，国内处于极度混乱的状态。冯玉祥的国民军与张作霖的奉军互抢地盘，浙江的孙传芳崛起，对抗奉军南下。曾经不可一世的段祺瑞在复出后沦为冯玉祥的傀儡，由“段厉公”变成“段哀公”。徐树铮一心想将段祺瑞推上总统宝座，重掌大权，打算劝说张、孙两家息兵，共同对付有“赤化”之嫌的冯玉祥。冯玉祥得到这些情报，自然感到芒刺在背，再加上七年前徐树铮杀死他姻亲陆建章的仇恨，遂对徐树铮萌生了杀心。
1925年12月19日，徐树铮自上海乘轮船进京，12月23日在天津上岸，当天乘汽车抵达北京，12月27日身着挂满勋章的大礼服觐见段祺瑞，表示使命完成。此时北京局势日益险恶，冯玉祥打败了奉系李景林，张作霖处死了叛将郭松龄，冯、张双方势必有一场恶斗，因此段祺瑞劝徐树铮早早离京。等到徐树铮启程时，有人在段祺瑞办公桌上放了纸条，上面写道：“又铮万不可南去，去必死”十个字，段祺瑞又连忙派人将纸条递给徐树铮，徐树铮看了后却毫不介意，笑道：“何人阻我，我岂信此谰言？”
1925年12月29日下午，徐树铮在众人送别下乘火车离京赴津。冯玉祥的心腹——京畿警备司令鹿钟麟将这一情况通报在张家口的冯玉祥，并请示该如何处置。冯玉祥对徐树铮的新仇旧恨一时涌上心头，指示鹿钟麟将徐树铮逮捕枪毙。鹿钟麟转达冯玉祥国民军第五师师长张之江执行，于12月30日凌晨2时在廊坊截住徐树铮所乘列车，穿着睡衣的徐树铮被“请”出列车并挟入张营，随即遭枪杀。与此同时，冯玉祥将陆建章之子陆承武接到廊坊，让他出现在徐树铮的随从面前，声言该事件是他为父报仇所为，但事后的各大报纸都披露了冯玉祥杀死徐树铮的真相。而段祺瑞虽然对徐树铮的被害感到痛不欲生，惊呼：“断我股肱！断我股肱！”却因处于冯玉祥的控制而无能为力，徐树铮之死也就没人追究了。次年4月，段祺瑞因三一八惨案而辞职，隐居天津，皖系军阀彻底退出历史舞台。
徐树铮死后，遗体被他的学生段大洪找到，然后由徐树铮的卫士张振声用骡车运到北京，段祺瑞提供棺材，并亲自撰写神道碑，安葬徐树铮于萧县凤家山之原。1945年，徐树铮之子徐道邻以杀人罪起诉冯玉祥和张之江，但有关部门以逾期为由拒绝受理。
徐树铮著有反映他个人政治思想的《建国铨真》与文学作品《视昔轩文稿》《兜香阁诗集》《碧梦庵词》等。经其子徐道邻整理为《徐树铮先生文集年谱合刊》，于1962年由台湾商务印书馆出版。1989年其女徐樱又推出增刊。
徐树铮于1919年6月13日被任命为西北筹边使，1920年7月4日免职，期间三次赴外蒙，第一次是1919年10月23日至1919年11月24日，其中在库伦逗留22天，主要解决撤治问题，全盘推翻了库伦办事大员陈毅的《外蒙善后条例》63条，将有条件撤治变为无条件撤治，以雷厉风行的手段迫使外蒙僧俗统治集团向大总统徐世昌递交请求撤治的呈文；第二次是1919年12月27日至1920年1月24日，主要办理撤治诸项事宜，册封哲布尊丹巴及女佛，并巡视外蒙边务；第三次是从1920年5月10日离京，到6月15日被段祺瑞从库伦召回，这次是真正着手经营外蒙。每次往返，都是在张家口更换汽车与火车，在外蒙古的时间一共还不到3个月。
外蒙古在清朝时对中央的向心力就不如内蒙古，经过“独立”以后更加疏远中国，所以徐树铮认为治蒙的当务之急是加强外蒙古官民对中国的向心力。他说：“空言统摄，难期久远，一切要政，不及时措施，终恐此地非我所有，有之亦不如其无。”1920年5月，他拟具了《治蒙要略》，向国务会议做了详细汇报，并呈大总统徐世昌、边防督办段祺瑞审阅。徐树铮的《治蒙要略》分为庶政、官制、军事三个部分。庶政方面，他主张大养军马，加强中华文化教育，优待俄民尤其是布里亚特人，厉行电报收费，重征烟酒等奢侈品的捐税，参照清律和民国法律，制定专门适用于蒙古地区的刑律，发展垦牧事业，兴办工商盐务林矿等各项实业，鼓励蒙古族牧民走向定居生活。官制方面，他建议外蒙全境设一总制，坐镇要区，统辖军民政商一切事宜；喀尔喀四盟及科布多、唐努乌梁海等六个地区各设都管一员管理政商屯垦各事。军事方面，他提议在外蒙的几个战略要地驻军七旅，各旅必须增加骑兵，减少步兵。兵士除战备训练外，还可于宜垦地区实行屯田。
徐树铮所付诸实行的措施，主要是创设边业银行、注销外蒙官府欠中央政府的旧债、派出部分兵力加强恰克图的边防。徐树铮还命令驻蒙士兵引种天津大白菜，结果十分成功，后来大白菜就成了当地的大众菜。他还调查矿产、筹备铁路，修建医院，使外蒙古的现代化事业有序开展。徐树铮治蒙，尤重教化，他认为“有清以来，蒙部内属，迄今约三百年，率以愚蒙为策，实大背人情天理之正。此后欲蒙边日见亲洽，即非力整教化，劝谕兴学，不易为功。”他创立“政教联欢社”，试图笼络外蒙王公喇嘛的感情，又创立《朔方日报》、多次举办戏曲演出、与外蒙民众联欢，寓教化于娱乐之中。
然而，徐树铮身在漠北，心在北京，随着局势的变化，他于1920年6月匆匆结束对外蒙的短暂经营，投入到对直系的斗争中。徐树铮被免职后，外蒙商民忧心忡忡，恰克图商会于1920年7月8日致电大总统、总理、各部总长、参众两院，恳求收回徐树铮免职之成命，电文中说： “国家设官，布政在民，进退之间，惟民是赖。中央更动徐筹边使，民等逖听之余，惊愕罔措，直若大难将临，曷胜切肤之痛！……徐使一人之进退，关系于蒙疆之得失，及万民之生死……徐使更动，在外蒙则若中流之失柱石……弃徐使，无异弃外蒙……弃再造之版图，恐非国家之福也！”但不满皖系的大总统徐世昌对此置若罔闻。徐树铮走后，陈毅取而代之，这位文官没能守护好外蒙，很快外蒙就先后被白俄军官恩琴及苏俄扶植的蒙古人民党夺走了。
对于徐树铮治蒙的功过，历来褒贬不一，徐树铮在完成撤治后专门致电在上海的孙中山，孙中山回电祝贺，将他与汉代的陈汤、班超、傅介子相提并论。与徐树铮在政治上对立的交通系要人梁士诒也致函称赞徐树铮“冒雪北征，保国安边，苦心远识，令人倾倒。”但也有人指责徐树铮逼迫外蒙取消自治是“失信”、“误国”，如国民党内部的凌钺等人就称徐树铮“犯卖国大罪”，指责孙中山对其称赞“失当”。曾任外蒙古乌里雅苏台佐理专员秘书长的孟榘回忆说：“外蒙二次独立，实因徐以兵力压迫之所致，武人跋扈，不达蒙情，可胜叹哉！”美国的蒙古学家拉铁摩尔曾用汉语对唐德刚表示外蒙之失“错在小徐！错在小徐！”中国共产党机关刊物《向导》批评：“徐树铮迫蒙古取消自治之后，在那边的中国人，一时气炎高冲云霄；官兵奸淫掳掠，商人威压市尘，亲眼看见的人都叹为日本待朝鲜的横暴当亦不过如是。”又说：“徐树铮统率大队边防军到蒙古去了，那还了得，肆行抢掠，任意杀戮，当然是不言而知的事实。”台湾著名蒙古史专家李毓澍则评论说：“徐树铮的介入，显然欲攘撤治以为己功，为重振皖系声名之计。当其抵库伊始，尚欲另订简括条件，重开谈判，继以磋商条件，仍不免旷日废时，北京各部院核议之条例行将到库，乃出其武人跋扈之作风，径以兵力胁迫，自愿撤治突变为强迫撤治，不仅摧残蒙人向华之心，使外蒙撤治的意义亦全然消失。”“徐氏祸蒙误国，实难辞其咎！”也有学者对此作出肯定评价，指出徐树铮果断撤治，粉碎了外蒙当局的分裂阴谋，“外蒙古回归，有效地维护和实现了国家领土、主权的完整与统一，具有重大的政治意义”，同时徐树铮经营外蒙的举措“适应了外蒙古社会发展的客观需要，有利于外蒙古的政治稳定与经济文化的发展”，因此这是“徐树铮乃至北洋政府的政治活动中少有的亮点之一”。
1914年，徐树铮用购买美国军火的回扣钱在北京阜成门外礼士路创办正志中学，大总统袁世凯赐额“成德达才”。徐树铮任该校校长，以姚永概为教务长，聘请林纾、姚永朴、马其昶教授经史，宋子扬、于珍等任军事教官，梁上栋、王肯堂教数学，德国人巴尔台博士教德语及理化等课程。该校每年招收两班，每班50人，只收男生（后兼收女生）。正志中学最大的特点是加入军训课，治学带有浓厚的军事教育色彩，同时其外语是德语和法语，而不是通常的英语，这是因为徐树铮认为德国军事发达，法国文化灿烂，特别值得中国学习，而掌握英语的人较多，没必要跟风。另外音乐课也很受重视，这与徐树铮热爱音乐、昆曲等艺术是分不开的。1919年五四运动期间，徐树铮不许正志中学学生上街参与游行，整个北京学校中仅此一所噤若寒蝉，故该校师生行走街头时往往被人们嘲笑为“冷血团”。直皖战争后徐树铮倒台，直系军人王怀庆接收正志中学，改称“成达中学”，现为北京市首都师范大学附属中学。
徐树铮精于书法，擅长诗词古文，从政后仍手不释卷，对桐城派大师姚鼐的《古文辞类纂》尤为喜爱，总是随身携带。徐树铮留下来的诗大约200首，词60首。徐树铮收复外蒙时，在库伦写下《念奴娇·笳》：“砉然长啸带边气，孤奏荒茫无拍。坐起徘徊，声过处，愁数南冠晨夕。夜月吹寒，疏风破晓，断梦休重觅。雄鸡遥动，此时天下将白。遥想中夜哀歌，唾壶敲缺，剩怨填胸臆。空外流音，才睡浓，胡遽乌乌惊逼？商妇琵琶，阳陶觳觫，万感真横集。琱戈推枕，问君今日何日？” 意境雄浑苍凉，堪称佳作。
1925年3月，孙中山在北京病逝，正在欧洲考察的徐树铮用电报发回挽联：“百年之政，孰若民先，曷居乎一言而兴，一言而丧；十稔以还，使无公在，正不知几人称帝，几人称王。”该联用典巧妙，概括精准，颇受好评，被公认为孙中山挽联中的上乘之作。
徐树铮酷爱昆曲，他能自辑曲谱，并与徐凌云、项馨吾、俞振飞等名角同台演出。他擅长花脸和贴旦两种角色的曲目，声如洪钟。1925年他访问英国时，应邀在英国皇家学院演讲，题目是“中国古今音乐沿革”，让英国绅士淑女对中国军人刮目相看。
类型 名称 出品地区 上映时间 徐树铮饰演者
电影 初升的晨曦 蒙古 1987年 铁木尔巴特尔（Ц.Төмөрбаатар）
七星不落 2012年 铁木尔巴特尔（Ц.Төмөрбаатар）
建党伟业 中国 2011年 徐峥（被剪裁）
电视剧 国徽之恕 蒙古 1999年 待查
中国1921 中国 2011年 陆鹏
护国大将军 2011年 刘乃艺
少帅 2016年 葛四
徐树铮是北洋军阀中少有的文武双全的人才，一方面，他出身秀才，饱读诗书，袁世凯曾形容徐树铮“一脸的书气”，在民初武人中可谓鹤立鸡群；另一方面，他勤习武艺，晓畅军事，虽有直皖战争之败，但他所拟的战争草案却得到时人高度赞许，皖系的另一人物曾毓隽还认为皖系战败不应归咎于徐树铮，反而是因为各路将领没能好好履行徐树铮所拟的战争草案。徐树铮的活动是紧紧依托段祺瑞的，他与靳云鹏、吴光新、傅良佐并称皖系的“四大金刚”，而他无疑是最受段祺瑞信赖和倚重的谋臣，因他如诸葛亮挥动羽扇一般为段祺瑞出谋划策，故人称“小扇子军师”。徐树铮对段祺瑞始终忠诚不贰，鱼水情深，在皖系军阀当权的1916年至1920年间，干出了许多大事，如再造共和、扶段倒黎、引奉入关、武力南征、对日签约、筹建安福俱乐部、操纵国会选举、收复外蒙古等等。徐树铮在活跃于政治舞台期间，为人专横跋扈、锋芒毕露，学者称“徐树铮做事，往往独断独行，亢直自爱，有时令人难于忍耐”，这种处事风格让他与许多军阀官僚的关系搞得很僵，甚至段祺瑞都对此有所不满。
正是由于徐树铮是段祺瑞的马前卒，而且在军阀中人缘极差，所以直皖战争后段祺瑞倒台，徐树铮立即成为众矢之的而备受攻击。当时出版的许多关于徐树铮的著作，如《徐树铮秘史》、《徐树铮正传》、《徐树铮轶事》、《徐树铮小凤合刊》、《安福祸国记》、《安福痛史》、《安福大罪案》、《段氏卖国记》等都在不同程度上对徐树铮加以丑化和抹黑，无不指责他是祸国殃民的罪魁。北洋军阀倒台后，先后执政的国共两党都对北洋集团全盘否定，徐树铮自然也被打入“反动”人物的黑名单中。但由于他曾收复外蒙古，加上晚年与孙中山的联合，所以对他的评价不算太过贬低，甚至比起直系当权时略有上升。改革开放以后，随着思想的不断解放和史料的发掘运用，人们对徐树铮越来越重视，评价也趋向客观，尤其是时下民族主义情绪发酵，徐树铮以其收复外蒙古的功绩而耀眼，在中国人心目中的地位抬高，形象也变得正面起来。总而言之，徐树铮如同许多近代人物一样，世人对其是非功过的评说都是毁誉参半、两极分化，且其评价随着时代的变化而变化，是一个形象复杂而颇具争议的人物，正如为徐树铮作传的学者王彦民所说，徐树铮“有爱国之心之行，亦有误国之处”，“徐树铮一生毁誉交加，毁者谓其罪大恶极，以致杀之而快；誉者倍称其爱国之至，恐继起者无匹”。
袁世凯对徐树铮的评价是：“又铮其人，亦有小才，如循正轨，可期远到。但傲岸自是，开罪于人特多”。
孙中山在听说徐树铮收复外蒙古后，致电盛赞道：“比得来电，谂知外蒙回心内向。吾国久无陈汤、班超、傅介子其人，执事（指徐树铮）于旬日间建此奇功，以方古人，未知孰愈？自前清季世，四裔携贰，几于日蹙国百里。外蒙纠纷，亦既七年，一旦归复，重见五族共和之盛，此宜举国欢欣鼓舞者也！”
康有为对徐树铮的评价是：“其雄略足以横一世，其霸气足以隘九州，其才兼乎文武，其识通乎新旧，既营内而拓外，翳杜断而房谋；又扬历乎域外，增学识于四洲；其喑鸣废千人，其洞视无全牛；其飞动高歌擅昆曲，其妩媚清词追柳、周。大盗竟杀猛士兮，天人起邦家殄瘁之愁！假生百年之前，为人龙而寡俦。哀世乱而内争兮，碎明月于九幽。”
张謇对徐树铮评价甚高，也对他的死极为痛惜，他所作的挽联是：“语谶无端，听大江东去歌残，忽然感流不尽英雄血；边才正亟，叹蒲海西顾事大，从何处更得此龙虎人？”此外他还填了《满江红·挽又铮》、《满江红·题又铮遗像》六首词，表达他对徐树铮的哀悼与追思。
徐树铮的同僚李思浩的评价是：“段派之中，徐又铮最为芝老所重用，他也最为跋扈，当时敌派对他无不侧目，即段派之中，大多也对他不满。……又铮这个人，有才气，在我看来，也不能算是坏人，但喜欢用权术，而又心地偏狭，目空一切；凡是才力和他差不多的，或妨碍他独揽一切的，他都不能相容。靳（云鹏）是一个，张志潭也是因为受他排挤而投奔直系的。段芝泉对又铮最赏识，真可说是言听计从，而且处处加以包庇。由于徐的心地偏狭，不能容物，有不少人因而背离了段。”
徐树铮的部下孙仲尧的评价是：“徐树铮才华横溢，文武兼资，而又勇于负责，是中国不可多得之人才。徐树铮在第一次世界大战中主张中国参加协约国一方，以及关于西北边防的筹划等，都具有远见卓识。他兵不血刃而能使当时的外蒙取消独立，尤可以显示他的应变才能。只是由于皖系失败，徐氏平时任事太勇，锋芒太锐，遂成为奉、直两系和官场中一般滑官老吏的众矢之的。否则段祺瑞和徐树铮在历史上都将会另有一番记载。”
美籍华人历史学家唐德刚的评价是：“小徐其人虽未必是个一流军官，但此人却精明强干，案牍如流，是第一等幕僚长人才。以故段氏组其混合内阁时，乃擢升小徐为国务院秘书长。此时段已年逾五十，国事蜩螗，日不暇给，例行公事乃悉由小徐一手处理，此在旧式官场里，所谓代拆代行也。当时段氏是全国一人的大总管，代拆代行的小徐，因而也就权倾一时；而小徐的个性，既不像黎总统那样的菩萨，更不像陈布雷那样的夫子，他是个光芒四射的干才。因此对内他固然是段总理不可一日或缺的左右手，对外他就难免变成众矢之的的憎恶和忌嫉的重心。”
北洋军阀史专家来新夏的评价是：“段祺瑞的统治，主要依靠徐树铮、张志潭、傅良佐、曲同丰诸人，而徐树铮尤为寸步难离的重要僚属。徐树铮威福自擅、左右政局，是段祺瑞的灵魂、段记北洋政府的决策人。直系军阀曾通电声讨徐氏罪状说：‘朦蔽总揆，胁制元首，……国会夭绝，都门祸起。……安福诞生，结党营私，揽权窃柄。……强分界限，挑拨感情，既思以北图南，更谋削直祸皖。……欺蔑前辈，藐视王章。’这正显示出徐树铮炙手可热的显赫权势，而段祺瑞则倚之如左右手，不可须臾离之，甚至不惜以个人去就维护徐树铮的弄权。”
台湾学者、评论家李敖早年对徐树铮评价不高，他在1962年撰文批评徐树铮之子徐道邻在编写《徐树铮先生文集年谱合刊》中的曲笔，认为徐树铮是“一个心狠手辣、纵横捭阖的宦海人物”，强调“作为一个学历史的人，我不认为民国史中关于徐树铮这一段史事，还有多少翻案文章好作，他的为人行事早已为天下人所共见，任何对他的洗刷都难免‘愈描愈黑’之讥”，并指责“他对蒙古的高压政策带来无穷的后患与隐忧”。但后来对徐树铮的评价转变，称赞道：“不但徐树铮的才气不可及，他的功业也不可及。他带兵收复外蒙古，就是一例。……徐树铮收复外蒙，如今已经六十年了，外蒙虽在徐树铮死后二十年又独立了，但这段历史公论，却将万古长存，不会被历史家忘掉。我现在重看有关外蒙的一些历史，深深感到，当年中国若没有徐树铮，外蒙早就不是中国的了。徐树铮以一介匹夫，举措攸关国家大计，功在中国，中国真幸亏有他了！”
徐树铮在蒙古国是一个家喻户晓的恶人、侵略者，蒙古历史书声称他“侵略”蒙古是受日本嗾使的，谴责他在蒙古推行的军事独裁和铁腕政策，指控他禁止蒙古人自由活动，监视、搜查、拘捕、拷打蒙古人民，强迫蒙古人民为其军队提供服务和劳役，并恢复1912年外蒙古独立以来蒙古人拖欠中国商人的债务和利息，成为蒙古人民身上沉重的枷锁。而被徐树铮处死的蒙古王公达木丁苏荣，也被奉为民族英雄。在蒙古作家仁亲所创作的著名大河小说《曙光》中，亦花费相当篇幅描述徐树铮在外蒙的活动，将其塑造为一个邪恶而残暴的将军，控诉他给蒙古人民带来的灾难。
1901年，徐树铮从家乡萧县跋山涉水来到济南，欲投效袁世凯的北洋新军，却在袁世凯派来考察他的朱钟琪面前吃了闭门羹。此后一段时间，他滞留济南，借酒浇愁，却意外遇到了袁世凯麾下的“北洋之虎”段祺瑞。这一年十一月，段祺瑞到一家旅馆拜客。徐树铮刚好在这家客栈的厅堂写楹联，段祺瑞走过厅堂时，徐树铮气宇轩昂的神态和遒劲有力的字体引起了段祺瑞的好奇。于是，段祺瑞就主动询问徐树铮的情况，徐树铮告诉段祺瑞他来投奔朋友，结果没有找到，现在在客栈等待家里寄钱过来。段祺瑞觉得眼前的这个青年是一个可造之材，便希望将其留在自己身边，询问徐树铮是否愿意在他手下做事。徐树铮没有马上就满口应承，而是不卑不亢地回答说：“值得就则可就。”徐树铮的反应出乎段祺瑞的意料，也让他对这个青年的印象越发深刻了。段祺瑞与徐树铮约了时间长谈一次，感到情投意合，相见恨晚，徐树铮遂留在了段祺瑞身边，一跟就是二十多年，成为段祺瑞最信赖的谋士与爱将。
1914年7月，第一次世界大战爆发，中国宣布中立。8月23日，日本对德国宣战，主要目的是争夺在中国的利权，尤其是德国已经经营了10多年的青岛。9月2日，日军在山东龙口登陆，10月中，占领了胶济铁路，进而准备攻克青岛。德方没料到日军从后面进攻，步兵枪支预备不足，就令德国使馆武官与时任陆军部次长的徐树铮秘密接洽，借步枪2000支，并配以子弹。徐树铮向来崇拜德国，且与其武官有友谊，就自己作主，趁着中国驻潍县军队调防的时候，给青岛的德军运去一列车的军火。时任山东将军的靳云鹏一连几个电报质问徐树铮：“我们是守中立的，怎么好用军火接济其中的一方面？你一向是亲日的，怎么这一次却反对日本？你瞒住了总统、总长干这件事，万一事情泄漏了怎么办？”徐树铮解释说：日本是中国最邻近的强国，中国是一个积弱的国家，在最近一二十年内，中国想有任何作为，只要得不到日本的谅解，就没有一件事能够做得成的，这是他表面上采取亲日态度的原因。但是日本绝非中国的朋友，它不会要中国富强；将来真正能够做中国朋友的，只有在美洲的美国和在欧洲的德国。现在就青岛的局面来说，德国是处在危困中的，他这一批军火，就是要和德国成为“患难之交”。事情办好，能为两国间建立长期的友谊；万一失败，国家就拿他个人来治罪，也不至于耽误国家的大事。所以这件事绝不能向总统、总长说明。这件事成功则国家有好处，失败了不过个人受损失，希望他能帮忙。
徐树铮最终说服了靳云鹏，并得到非他不可的掩护，使事情办得比较顺利，事后段祺瑞也认为干得很对。不过，日军还是在1914年11月7日攻占了青岛。德军虽然失败了，但徐树铮接济军火的事却被德国人铭记下来。1925年徐树铮访问德国的时候，德国政府对他的招待非常隆重，据说克虏伯兵工厂还无偿赠送给他一套制造大炮的蓝图。
1917年府院之争时，国务总理段祺瑞被大总统黎元洪罢免，徐树铮为恢复段祺瑞的权力而积极奔走。1917年5月22日，长江巡阅使张勋组织督军团召开第四次徐州会议，提出了利用调停府院之争的机会恢复清朝的计划。徐树铮亦列席会议，他获悉张勋的计划后，决定采取上屋抽梯之计，以收一石三鸟之效（赶走黎元洪、消灭张勋、恢复段祺瑞权力）。在会上，徐树铮怂恿张勋解散国会；会场外，徐树铮和倪嗣冲等一些皖系中人商量说：“他（张勋）是复辟的脑子，别的他听不入耳。咱们就赞成他复辟，等他复辟时咱再想别的法子。”接着一个人附和说：“走，咱去找他（张勋）当面谈谈。”于是徐树铮向张勋表示：芝老（段祺瑞）只求达到目的，一切手段在所不计。也就是说只要达到解散国会、驱逐黎元洪的目的，你张勋复辟也是可以的。果然，张勋率辫子军进京后就解散国会，赶走黎元洪，并扶植宣统皇帝溥仪复辟。段祺瑞则组织讨逆军驱逐张勋，以“三造共和”的功劳再登总理宝座。后来张勋为自己复辟辩护说：“况在徐州会议之时，徐树铮固曾代表段氏列席赞成。追夫事举，段氏忽持异议，雨覆云翻，居心可见。”可知张勋复辟，很大程度上是徐树铮诱导的结果。
陆建章是安徽蒙城人，一直追随袁世凯，杀人如麻，有“屠户”的绰号。他曾作为袁世凯的心腹出任陕西将军，护国战争时被部下陕南镇守使陈树藩赶走。后来有人告诉他陈树藩的背叛出自段祺瑞的嗾使，因而陆建章与段祺瑞结仇。冯国璋代理大总统期间，陆建章被任命为总统府高等顾问，处处与段祺瑞作对。1917年冬，段祺瑞派冯玉祥率部援闽，冯玉祥受其姻亲陆建章的指使，行至浦口就按兵不动，段祺瑞对此大为恼火。陆建章又大力主和，反对段祺瑞武力统一政策，并与冯玉祥讨伐段祺瑞麾下的安徽督军倪嗣冲，严重威胁皖系军阀的统治。作为段祺瑞心腹的徐树铮自然也对陆建章恨之入骨。据说在1918年4月段祺瑞南巡汉口、主持军事会议时，就当众口头下达将陆建章予以正法的命令，在座军阀均表赞同，唯独徐树铮缄默不语，可见他在此前就知道段祺瑞的想法了。1918年6月11日，陆建章受冯国璋密令由上海赴天津，企图说服曹锟反段，徐树铮侦知这一情报后，与倪嗣冲及奉军参谋长杨宇霆商量了除掉陆建章的计划，并写信请陆建章到驻津奉军司令部会晤。
当陆建章来到时，徐树铮正在吃饭。杨宇霆听见陆建章来请见，就对徐树铮说：“此人十分可恶，把他杀掉算了！”又顺口骂道：“老混蛋又来找死！”陆建章进入后，见徐树铮正在吃饭，便问：“为何这时才吃饭？”徐树铮回答：“从外边刚回来。”陆建章又问：“从何处回？”徐树铮回答：“自丹忱（倪嗣冲）处回来。”陆建章即面有不悦之色。杨宇霆与陆建章先到客厅说话，没过多久，徐树铮就请陆建章到花园里去，将其枪毙。徐树铮先斩后奏，他杀了陆建章以后，就通电控诉陆建章“勾结土匪与乱党，煽惑军队，希图倡乱”等罪状，以使其暗杀行动正当化，段祺瑞也不予追究。但张作霖、卢永祥、李纯、陈光远等军阀均对此颇有微词。最忌恨此事的还得是陆建章的侄女婿冯玉祥，虽然徐树铮在杀了陆建章后专电稳住冯玉祥，却在七年后尝到了苦果。1925年12月30日徐树铮遇害固然不仅仅是因为陆建章案，但冯玉祥的幌子正用的是陆承武为其父报仇的名义，可见陆建章案对徐树铮的致命后果。
徐树铮收复外蒙古后，不仅大力推广蔬菜种植以作长久计，还在外蒙修公路、开银行、办报纸、建学校，全力推进中国化教育。若能假以时日，潜移默化之下必有大收获。可惜历史终究没有给他很长的时间。徐树铮还在外蒙首府库伦修了一个西洋网球场，闲暇之时常同部下官佐们一起打网球健身，并笑称此乃“绝域蹴鞠”，颇有汉唐时代戍边将领们的风采豪情。
徐树铮虽然与其他军阀的关系普遍不佳，却同晚清民国的实业大亨张謇肝胆相照。他曾致函张謇，表达自己对他的景仰之情。诸多后生晚辈之中，张謇最欣赏和器重的就是徐树铮。徐树铮于1925年11月自欧美回国后，还特地与孙传芳一起亲赴南通狼山会晤张謇，与之谈天说地，想推张謇为大总统，以抵制冯玉祥，张謇口占一绝：“将军高唱大江东，岂与梅郎角两雄？识得刚柔离合意，平章休问老村翁。”以示婉拒。等到孙传芳等离开、徐树铮单独留下时，更是五体投地拜张謇为师。随后徐树铮北上京津，张謇也不禁为徐树铮的人身安全担心。徐树铮临走前安慰张謇不用担心，自己不会有事，但张謇依旧捏了一把冷汗。
一日深夜，张謇已经睡着了，忽然间却做了一个诡异噩梦，梦见徐树铮面色凄苦，走至自已的床头前，口占了一首诗：
与公生别几何时？明暗分途悔已迟。
戎马书生终误我，江声澎湃有谁知！
然后徐树铮的身影倏然消失不见。张謇大惊失色，从梦中惊醒，全身已经冷汗直出。他感到不妙，披衣而起，坐等天亮，同时拿出纸笔，把梦中徐树铮口占的那首诗记了下来。没过一个时辰，徐树铮在廊坊惨遭枪杀的噩耗即已传来。刚才徐树铮托梦于张謇的那首诗，竟然是绝命诗。张謇由此终身痛恨冯玉祥。
1922年徐树铮在桂林会见孙中山时，曾在孙中山面前夸赞时任粤军第二军参谋长的蒋介石。后来蒋介石成为中国国民党领袖后，对徐树铮的提携之恩念念不忘，因此厚待徐树铮之子徐道邻，甚至延聘他为家庭教师，教蒋经国汉文，所以蒋经国称徐道邻为“夫子大人”。而蒋介石在1934年所撰的对日示好的《敌乎？友乎？》一文，就是以徐道邻的名义发表的，从侧面反映出蒋、徐两家的密切关系。
妻妾 姓名 关系 情况
夏红筠 原配 又名夏宣，1955年在苏州倪家花园病故
沈定兰 妾
沈淑佩 沈定兰之妹
王慧珵
平芳春 娼妓
子女 徐审义 长子 1901年生于萧县，1968年死于苏州
徐审武 次子 1903年生于保定，五岁早夭于日本
徐审交 三子 1906年生于日本，以字行称徐道邻
更生 四子 五岁早夭
徐樱环 长女 1910年生于日本，后改名徐樱，随夫李方桂迁居美国，1993年死于车祸
徐书环 次女 五岁早夭
徐美 三女 与王慧珵所生
徐慧 四女 与王慧珵所生，五岁早夭
徐佩 五女 与沈淑佩所生
徐兰 六女 与沈淑佩所生
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