德行
為官清正、廉潔、勤儉、謹慎，有一定的維新思想和改革要求，曾向清廷疏陳時政得失利弊數十條。多次彈劾清廷親貴權軒和貪官污吏，致使十來頂“花翎”落地。他的老師黃體芳（兵部左侍郎、都察院右副都御史）讚賞他“性慷爽，意所可否，質言無回”。教育家蔡元培給徐定超紀念祠題的對聯是“御史樓台高百丈，諫官祠宇壯千秋”。
思想前衛
“戊戌變法”前他已認識到“社會積弊太深”，主張開辦學堂，造就人才；在“百日維新”中，一些頑固派指責康有為、梁啓超“狂妄”，他反駁說：“國家改革，殷周當天”，把維新改革比作以周代殷，勢所必然。對變法失敗，特別對譚嗣同等“六君子”及後來秋瑾的犧牲，深表痛惜，從而進一步認識到依靠滿清皇朝的自身改革是不可能的。所以得知有人慾保薦他的兒子可免試出任縣知事時，他給兒子的信中說“大局未定”，要“讀書待時”，鼓勵子女“多學歷史、地理、技術等經世有用之業”，“不患兒等不能為官，唯患兒等不能為人”。在他的思想影響下，他的兩個兒子分別參加了“光復會”和“同盟會”。
相關事件
“戊戌變法”失敗後，1905－1906年，袁世凱不顧江、浙兩省自辦蘇一杭一甬鐵路的要求，屈服於英國公使館的壓力，以向英國高利貸款、起用英國工程師的先決條件，來建造這條鐵路，實際上是把這條鐵路控制權拱手送給英國人，從而引起江、浙各界的極大憤慨。他立即發動24人聯名上書清廷，痛陳利害，並直接揭發袁世凱的賣國行徑。同時江、浙各界通電川、陝、粵、鄂、贛、滇、閩各省，請求聲援。結果得到全國各地的回響，釀成震撼全國的浙江拒款保路運動，迫使清廷中止這樁賣國行為。在此期間，他大量地閱讀歷代醫學經典及名家流派著作，對醫學頗有造詣，在北京醫界名噪一時，被京師施藥局聘為醫員，就診者接踵而至。1902年，清廷創辦京師醫學堂，他被聘為總教習，同時還被中醫界推選為京師神州醫藥會社社長。他根據我國和日本的中醫名著，以及自己的臨床實踐，撰寫了《傷寒論講義》、《靈樞素問講義》。前者完成於1906年，書中引用的各家注釋達50多家，並且去粗存精，熔眾說為一家。他在序言中主張理論要與實際相結合，提出中醫和西醫各有所長應相互學習的主張。
1909年，除定超受聘擔任兩浙師範學堂監督，起用經亨頤（日本留學生，思想進步，後來是我省“五四”運動領導人之一）為教務長，聘用一批思想進步的學者為教員，其中有魯迅、馬敘倫、夏丐尊、沈尹默、胡公冕等。兩浙師範學堂當時是浙江省規模最大的一所新型學校，成為傳播進步思想，培養人才的重要陣地。徐定超在這裡當了3年的監督。從這所學校中培養出來的學生，有些後來成為國內外有名的學者，如陳建功、曹聚仁、馮雪峰、潘天壽、謝文錦、宣中華、豐子愷、徐麟書等。他還以自己的薪俸積蓄，托他侄兒徐象嚴在永嘉家鄉創辦了楓林高等國小。
辛亥革命勝利後，浙江宣告獨立，溫州的清朝官吏逃之夭夭，社會秩序一片混亂。溫州各界推舉徐定超來溫主持軍政分府都督，由於再三電邀。他於1911年11月9日從杭州回到溫州。溫州父老子弟夾道相迎達數萬人。徐定超到任後，勵精圖治，選賢任能，從政治上、經濟上，組織上採取了一系列果斷措施。對制止紊亂局面，減少民眾疾苦，鞏固革命成果，起了重要作用。
歷史評價
徐定超為清皇朝命宮，接受民主主義思想，參加同盟會，跟著歷史車輪前進，這是難能可貴的。他渴望辛亥革命後中國能出現一個新的局面。但是，事與願違，不久竊國大盜袁世凱篡奪了革命果實，實行專制獨裁，派其親信朱瑞任浙江省督軍。徐定超不願與他們同流合污，於1912年秋，毅然辭掉溫州軍政分府的都督職務，赴杭州從事《浙江通志》編纂工作。1917年，他偕同夫人胡氏經上海回溫州，所乘的普濟輪船在吳淞江口被一艘英國輪船撞沉，因而夫妻均遇難，終年73歲。
