徐深吉出生于1910年，湖北省黄安县（今红安）人，六七岁的时候，徐深吉进入家乡的私塾读书，此后他主要以求学为主。求学期间，徐深吉广泛阅读进步书籍，关心国家前途与命运，逐渐成长为一名忧国忧民的进步青年。
大革命开始之后，徐深吉进入农民夜校学习，期间，他开始接触进步思想。1927年，徐深吉加入了当地的农民义勇队，并参加了黄安、麻城的武装反抗国民党的斗争行动，积累了一定的革命经验，为以后走上革命道路奠定了基础。
1930年，徐深吉加入了红军，次年，他加入了我党。在这之后，徐深吉主要活跃在鄂豫皖根据地，跟随红四方面军参加了鄂豫皖根据地的反“围剿”。1932年10月，徐深吉跟随红四方面军离开鄂豫皖根据地，转战川陕一带，参与了川陕根据地的创建。期间，徐深吉参与了反“三路围攻”与反“六路围攻”，迅速成长为一名意志坚定的革命战士。
1935年5月，徐深吉跟随红四方面军踏上了长征之路，长征期间，他担任了红军大学高级科学员、军事主任兼教育长，红31军第91师师长等职务。到达陕北后，徐深吉又参加了山城堡战役，建设与巩固了陕北根据地。
抗日战争全面爆发后，在两党第二次合作的背景下，陕北的红军主力改编为八路军，此后徐深吉进入八路军129师，担任了386旅771团团长。在这之后，徐深吉迅速率部奔赴抗日前线，参加了长生口、神头岭、响堂铺以及晋东南根据地的反“九路围攻”，立下赫赫战功。
1938年之后，徐深吉担任了129师独立旅旅长、新编4旅旅长等职务，率部前往冀南根据地，参加了创建冀南抗日根据地的战斗，并多次粉碎日本侵略者对根据地的“扫荡”与“清乡”计划，发展与壮大了根据地。
1941年1月，皖南事变之前，徐深吉奉命南下支援新四军，皖南事变后，他停止南下，留在鲁西一带开展工作，参加了冀南根据地的秋季反“扫荡”，不久后，徐深吉被调到太行军区，后又担任了抗日军政大学第六分校校长等职务。
解放战争时期，徐深吉担任了冀南军区司令员等职务，因为常年劳累工作，他于1948年积劳成疾，此后徐深吉以治病休养为主。1954年，徐深吉担任了华北军区副参谋长，1955年，他被授予中将军衔，成为开国中将。
也是授衔的这一年，徐深吉被调到空军，担任了空军副司令员，主管空军的后勤工作。期间，徐深吉兢兢业业，以积极饱满的热情投身祖国空军的后勤事业建设，在保障战备训练等方面倾注了大量心血，促进了空军的发展壮大。
1967年，徐深吉受到冲击，并被“打倒”。在这之后，徐深吉受迫害长达6年。那段时期，徐深吉坚持真理，实事求是，与造反派进行了坚决的斗争，始终保持着一个党员的铮铮铁骨与革命乐观主义精神。
在受迫害后6年，也就是1973年，徐深吉重新复出，担任了北京军区副司令员，此后他又担任了北京军区顾问等职务。任职期间，徐深吉积极投身我军的正规化与现代化建设，孜孜不倦地工作着。1986年，徐深吉离职休养，晚年他主要生活在北京，于2000年因病去世，享年90岁。
