早年经历
徐冬冬出生于哈尔滨，徐冬冬考入解放军艺术学院。2011年成为北京师范大学心理系研究生。
圣诞写真
2011年应邀出演张一白执导的《将爱情进行到底》，饰演北京女警。徐冬冬推出了自己的第一支单曲《爱你那么多》。
在2011年08月发行首张EP大碟《爱你那么多》，开始了自己音乐路程。徐冬冬进入日本的写真市场。徐冬冬写真集发行当日，就已冲到了销售排行榜第一名，也成为日本的的写真史上首个成功占据排行榜第一名的外国人。
2012年参演电视剧《平凡的岁月》，徐冬冬出演范明所饰角色徐涛的女儿徐丹霞。同年参与拍摄其主演的电影《恋爱789》。
2013年出演电影《致命闪玩》。6月，参与拍摄电视剧《华丽上班族》，并在剧中担任主演。由蒲巴甲自编自导的微电影《信之旅》在四川阿坝州开机，徐冬冬担任该剧微女郎。
徐冬冬在无锡拍摄古装电视剧《欢天喜地俏冤家》。同年参演车径行导演的的电影《梦的密码》。
2014年2月，主演中国国内首部伞兵抗战大剧《第一伞兵队》在云南杀青，徐冬冬出演女一号孟雪。参与拍摄电影《上海王》；参与主演由邢博、李海洋执手导演的惊悚悬疑故事片《封门村》，出演角色陈亦飞女友。
人物争议
徐冬冬，先是传出16岁即遭李富荣之子李乐破处，后又被曝与台湾男星包小柏的“艳照门”，甚至卷入海天盛筵150万高价“卖处”，徐冬冬也因作风花心被封“集邮女王”。徐冬冬正式声明网络上的传言均失实，自曝2013年才第一次谈恋爱，并暗示自己仍是处女，这个结果真是令所有人大跌眼镜。
媒体报道，某女星被爆假冒处女在“海天盛宴”（盛筵）成功骗取富商732万元，影片截图在各大网站与论坛疯传，知名博客“长春国贸”直指该女星就是徐冬冬。
徐冬冬工作室正式发布声明：网络流传徐冬冬16岁c.y给李富荣之子李乐事件纯属某些人士不分青红皂白，恶意造谣，严重影响到徐冬冬的个人声誉，至于网络上的合照是因二人曾经有过工作上的合作，只是普通的朋友关系。