1934年，抗日同盟軍派軍部共產黨員徐副官來到龍爪溝一帶活動，向民眾宣傳抗日救國的革命道理，組織抗日救國會、抗日婦女會和抗日兒童團，教唱抗聯歌曲：“天上沒雨地下旱，苦日子過不了另打算，白天還是莊稼漢，黑夜背槍變抗聯。”徐雲卿受到教育，很快便參加了抗日婦女會，縫軍衣、做軍鞋、籌軍糧。1936年參加東北抗日武裝游擊隊。
1936年7月，徐雲卿被編入抗聯五軍婦女團。她努力學習革命道理、軍事技術和文化知識，進步很快，戰鬥、宣傳、救護、做被服等工作，都能出色地完成任務。1937年加入了中國共產黨。1937年1月，她和婦女團的姐妹們參加了著名的大盤道伏擊戰，表現勇敢，受到讚揚。在以後建設三道通抗聯密營活動中，又多次受到抗聯二路軍總指揮周保中和五軍軍長柴世榮表揚和獎勵。
1938年7月末，抗聯五軍三師後勤處處長曹炳臣慘遭叛徒殺害。接著，叛徒又將槍口對準撲上來搶救曹處長的徐雲卿的胸口，威逼她投靠日寇。徐雲卿以大無畏的精神與叛徒扭打在一起，在格節河金礦工人的幫助下脫險。與部隊失去聯繫情況下，她在密林沼澤地中跋涉奔波1月有餘，終於找到了抗聯大隊，匯報了敵情，投入新的戰鬥。
1939年，徐雲卿被組織派往蘇聯學習醫務工作，短時間內以優異成績掌握了戰地救護醫療技術。1940年回國後，隨隊轉戰在松花江、牡丹江畔以及完達山、張廣才嶺的深山老林中。徐雲卿掛在身上的藥包、傷員給養袋和武器行裝等負荷，常常超過男同志。戰鬥中，勇敢衝鋒、搶救傷員；露營時，為戰士表演歌舞。她節衣縮食，常常吞食草根、樹皮和炒麵加雪塊。1941年隨抗聯大隊開赴蘇聯境內集訓。1945年8月，和抗聯將士一起，配合蘇聯紅軍向日本法西斯猛烈反擊，多次榮立戰功。之後，在解放戰爭中亦因功獲得獎章。
1948年，徐雲卿轉入地方工作，歷任琿春縣婦聯主任、瀋陽軍需三廠副廠長、瀋陽市鐵西區工會組織部長、瀋陽搪瓷廠獨立支部書記、長春製藥廠總支書記、水電部武漢高壓研究所政治處副主任等職。1960年4月，徐雲卿的口述著作抗聯回憶錄《英雄的姐妹》問世。這部近9萬言的革命史料作品，深受廣大讀者喜愛和史學工作者的珍視。1978年11月曾再版重印。並參加過國際文化交流圖書展覽。這部書真實反映了東北抗日聯軍婦女團英雄姐妹的可歌可泣的英雄事跡，形象地再現了抗日軍民魚水情誼和艱苦卓絕的戰鬥生活。尤其是對聞名於世的“八女投江”歷史事實，《英雄的姐妹》一書第一次做了翔實的敘述。周保中為這部書寫了題為《回憶抗日戰爭中的東北婦女》的序文，高度讚揚道：“東北婦女參加抗日游擊戰爭的英雄事跡是數不盡的，令人永難忘懷的。徐雲卿同志就是其中之一人。”
在“文化大革命”中，徐雲卿遭受誣陷和迫害，致使晚年多種疾病纏身。1981年主動要求離職休養，並應中共中央黨史徵集委員會邀請，整理革命回憶錄，為黨史軍史提供資料。
1984年3月25日，徐雲卿因病逝世。終年67歲。
