徐阶满岁时，坠入枯井中，救出三日后才苏醒。五岁时，随父亲路过括苍山，从山岭上摔下去，衣服挂在树上而幸免于难，众人皆异之。
嘉靖二年(1523年)，徐阶考中探花(进士第三名)，被授以翰林院编修的职务。准许归乡娶妻，又丁父忧，服除后官复原职。徐阶为人短小白皙，言谈举止优雅。性颖敏，有权略，而不轻易泄漏人言。徐阶跟随王守仁门人交游，在士大夫间声誉颇佳。
在翰林院时，内阁大学士张孚敬大权在握，嘉靖帝听从张孚敬的建议，想去掉孔子的王号，同时想降低祭祀孔子的标准。嘉靖帝让大臣商议这件事情，其他大臣由于惧怕张孚敬而不敢多说什么，只有徐阶坚决反对这样做。张孚敬很生气地训斥他，徐阶据理抗争。张孚敬大怒，说:“你想背叛我。“而徐阶从容地说:“背叛生于依附。我没有依附你，何来背叛?“结果他被贬为延平府(今福建南平)推官。在担任延平府推官期间，徐阶审理冤狱，把三百名无辜受害者放出大牢，创乡社学，捣毁淫祠，捕获为害乡间的盗贼一百二十人。后来，升迁为黄州府(今湖北黄冈)同知，历官浙江按察佥事、江西按察副使，治理学政。
皇太子出阁，拜司经局洗马兼翰林院侍讲。丁母忧归，服除后擢升国子祭酒，历任礼部右侍郎、吏部右侍郎。在担任吏部侍殃宙尝精郎时，他一反吏部官员接见庶官不多说话的常规，见到下面来的官吏总是仔细询问边腹要害﹑吏治民情，所以各级官吏都很愿意和他打交道，历任尚书熊浃、唐龙、周用都非常器重他。他还知人善任，经过他推荐的官员大多是谨厚长者，包括宋景、张岳、王道、欧阳德、范鏓等人。周用去世，闻渊接任。闻渊以长辈自居，独断专行，徐阶闷闷不乐，请求出避，于是命兼翰林院学士，教习庶吉士。不久任掌院事，进升为礼部尚书。
嘉靖帝认为徐阶为官勤勉，又擅长写青词，于是召值无逸殿，与大学士张治、李本一起赏赐飞鱼服及上方珍馔、上尊无虚日。众官推荐徐阶担任吏部尚书，嘉靖帝希望他留在身边而拒绝了，加太子太保。
当时严嵩专权，徐阶起初不肯依附严嵩。于是严嵩经常在皇帝面前说他的坏话。徐阶的处境一度十分危险，这使他认识到不能以卵击石，于是他改变策略，事事顺着严嵩，从不与他争执。为了得到他的信任，还把自己的孙女嫁给严嵩的孙子，表面上十分恭顺。严嵩的儿子严世蕃十分霸道，多次对他无礼，他也忍气吞声。同时，徐阶向嘉靖帝靠拢，专门挑皇帝喜欢的话说，终于讨得嘉靖帝的喜欢，不久，加徐阶少保头衔，接着兼任文渊阁大学士，进入内阁，参预机务。后来他密奏咸宁侯仇鸾罪状，使嘉靖帝杀掉仇鸾，得到皇上的信任，加太子太师头衔，地位进一步提高，仅次于严嵩。后来嘉靖帝居住的永寿宫发生火灾，暂时住到了玉熙殿，但是这里地方太小，于是嘉靖想营建新宫殿。他问严嵩，严嵩请求他回到大内住，嘉靖帝很不乐意。然后问徐阶，徐阶猜透了嘉靖的心思，于是建议用被烧毁宫殿的剩余材料，营建新的宫殿，他的建议得到嘉靖帝的赞同。后来由他主持建造成万寿签燥陵察宫，嘉靖搬了进去。徐阶因此加封少师，兼支尚书俸，而严嵩渐渐被皇帝冷落。
嘉靖四十一年(1562年)，邹应龙告发严嵩父子，皇帝下令逮捕严世放颈蕃，勒令严嵩退休，徐阶则取代严嵩为首辅。
严嵩被勒令退休后，徐阶亲自到严嵩家去安慰。他的行为使严嵩十分感动，甚至叩头致谢。严世蕃也乞求徐阶替他们在皇上面前说情，徐阶满口答应。徐阶回到家里后，他的儿子徐番迷惑不解地问:“你受了严家父子那么多年的气，现在总算到了出气的时候了，你怎么这样对待谜协阀他们?“徐佯装生气骂徐番说:“没有严家就没有我的今天主台樱，现在严家有难，我恩将仇报，会被人耻笑的。“严嵩派人探听到这一情况，信以为真，严世蕃也说:“徐老对我们没有坏心。“其实，徐阶这样做是因为他看出皇上对严嵩还存有眷恋，而皇上又是个反复无常的人，严嵩的爪牙还在四处活动，时机还不成熟。后来，嘉靖帝果然后悔，想重新召回严嵩，在徐阶的力劝下，才打消了这个念头。
嘉靖四誉永签十一年(1562年)，徐阶继任首辅之后，大力革除严嵩弊政，十分注重选拔，他先后举荐高拱、张居正等人进入内阁。他十分爱惜人才，大力营救因上疏指责皇帝过失而被定死罪的户部主事海瑞。他还十分勤政，凡是皇上交给的任务，即使一夜不睡，也要准时完成，因此他更得嘉靖的赏识。同时，他还经常劝说皇帝停止动辄捕杀边镇大臣的做法，缇骑因此省减，诏狱渐少。后来因为指挥明军抵挡蒙古骑兵南下有功，升为建极殿大学士。
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