1992年获德国柏林工业大学博士学位，1993年回国到北航任教，现任北京航空航天大学教授。在德国留学期间与导师Müller教授一起揭示了热弹性马氏体相变滞后本质，被同行学者称为“理想伪弹性Müller-Xu热力学理论”。回国后长期从事航空发动机高温结构材料及热障涂层、形状记忆合金和磁致伸缩材料等方面的研究和人才培养，作为第一完成人，获国家技术发明奖一等奖和二等奖各1项、省部级科技一等奖4项，获授权发明专利100余项。在国际期刊上发表论文200余篇，指导的博士生中获得全国优博和全国优博提名各1人。徐惠彬教授1994年获首届国家杰出青年基金，2000年受聘长江学者特聘教授，2010年获得何梁何利科技进步奖，2011年当选中国工程院院士。

获得国家技术发明二等奖、国家教委科技进步一等奖、国防科技奖一等奖、教育部自然科学奖一等奖等科技奖励6项，国家级教学成果二等奖1项，北京市教学成果一等奖2项。 申请国家（国防）发明专利30余项，已批准10余项。 共发表SCI收录论文200余篇.

从事航空发动机高温结构材料及热障涂层、形状记忆合金和磁致伸缩材料等方面的研究