徐中舒先生一生是在進行科學研究和教書育人中度過的。他自幼學習勤奮，在安慶師範學校，深受國文教師胡遠浚的賞識。他愛好古典文學，曾先後發表過《木蘭歌再考》《〈木蘭歌再考〉補編》《評中國文學變遷考》《五言詩發生時期的討論》和《古詩十九首考》等文，便嶄露頭角，引人注目。由於對《左傳》一書，沉潛日久，引發了鑽研先秦古史的興趣，他又通過自學，對古文字學有了根底，便想把古文字和古史研究結合起來，開拓出一條治學的新路。進入清華國學研究院後，他受到王國維的啟迪，決心更加堅定。王國維所開《古史新證》一課，是把他自撰的《殷卜辭所見先公先王考》及《續考》《殷周製度論》等論文加以增刪而成，其特點在於，既根據文獻材料，又用地下發掘出來的考古實物印證，這種從“二重證據法”得出的論斷，給予徐先生的印象深刻、啟發很大。他後來研究古史不僅采用了這種方法，而且進一步把它大大發展了，這就是盡量利用各方麵的科學知識，配合和圍繞研究主題，進行深入細致的論證。這樣做，在於體現曆史的完整性，使理論基礎堅實，研究的科學性更加提高。
他從1929年起供職於中研院史語所，長達8年之久。這個時期正是他精力旺盛的年代，他抓住時機，奮力前進，僅僅幾年，他一係列的重要科研成果，就陸續公之於世了，他為學術界所公認，被稱為是“一位學術水平很高的專家”（顧頡剛《古史辨》第1冊第16頁）。抗戰爆發，他率家西遷四川，從此在四川紮下根來。50多年的辛勤，無論講學著述，成績斐然。茲就其科研成果，簡述於下。
1.史學。其重點研究方向，又可分為先秦史、明清史、巴蜀史三方麵。
古民族的社會生活狀態及民族間的關係和發展，在古史研究上占有重要位置。舊史家缺乏這方麵的理解和研究，常多浮光掠影之見，認為古代王朝全由同一民族所建立。徐先生早年所寫的《殷周文化之蠡測》一文，就打破傳統見解，指出殷周屬於兩個不同的民族，周人承受殷人的文化，加以興革，大為發展。殷、周在文化、生活習俗、器物形製方麵大體相同，但在姓氏、親族及曆法分旬上相異。由於殷、周民族本不相同，因此勢力衝突，後來日趨於激烈。他在《殷周之際史跡之檢討》文中，對殷、周形勢作出分析，認為周自太王居岐山以後，即以經營南土為一貫的國策。所謂文王受命之年，乃是周人國力膨脹已臻極限，舍伐紂而外，別無他路可走。他在古史研究中，能夠從實際出發，推陳出新，這隻不過是眾多的例子之一。他為搞清古代民族的史實真相，從“二十五史”的“誌”“傳”中廣搜資料，對少數民族的調查及現代的民族學和社會學著述，也注意從中汲取營養。他在這方麵的努力和成就，可以從他寫的《古代狩獵圖象考》來作證明。他為了闡述古代民族的狩獵生活，廣泛搜集有關資料，寫成內容翔實、見解精到的論文，並利用各種文物資料，把狩獵場景複現出來，使人獲得直觀具體的生動形象，產生遠非單靠文字描述所能收到的效果。他還寫了對西南地區民族史極有創見的論文：《論商於中、楚黔中和唐宋以後的洞——對中國古代村社共同體的初步研究》。他對“於中”“黔中”作出了新解釋，並提出什麽是“洞”的問題。他對曆代弄不清的所謂“洞”的概念，作了創新的解釋，認為洞是西南少數民族地區的農村公社，從古代一直延續到明、清。由於理論、事實兼備，說服力極強，被專家學者推崇為極有學術價值的發現和收獲。他還發表了《夏商之際民族之遷徙》《月氏為虞後及“氏”和“氐”的問題》《跋苗族的洪水故事及伏羲女媧的傳說》《論古代的父係家庭及其家屬稱謂》《論殷代氏族的社會組織》《殷代兄終弟及為貴族選舉製說》等文，從民族學、社會學的角度，去研究探索古史中的一些模糊不清的問題，取得了可喜的突破。