浙江富阳新登人。她从小酷爱戏曲，还在私塾读书时，就看戏入了迷。1935年， 她已12岁，不顾母亲的坚决反对，进入东安舞台。科班生活，苦不堪言，台词 背不出来要跪在地上，拿顶不到一炷香时间就要挨打。但她一点也不后悔。排《泗州城》，她饰孙悟空，要在三张半桌子上翻“台蛮”，练习时，身上不知摔出了多少乌青块，仅一个多月时间，班里的小姐妹跑掉了三四十个，徐玉兰是争着来学戏的，再苦再累也得忍爱下去。科班按各人脸型分派行当，先要她学花旦，后来又派她唱男角。在《梅龙镇》中，她扮演正德皇帝；《三戏白牡丹》，她扮演吕洞宾；大戏《桂花亭》，她扮演赵桂枝，学了三出戏，她就上台演出了。徐玉兰第一出上台演出的戏是《梅龙镇》。本来在科班里，考生挂头牌是很少的，徐玉兰却挂了头牌，说明书上给她打出的牌子是“泰斗文武老生”。

    1935年11月，徐玉兰在上海与当时名气很响的花旦王杏花搭档，演出了《武家坡》，后来又在《碧玉簪》中饰王裕，人们称她为“小老生”。但她不固于一行，还演过不少小生戏，如《周瑜归天》中的周瑜，武生戏如《火烧连营寨》的赵云，《涌金门》的武松，红生戏如《大刀收关胜》中的关胜；在《龙潭寺》中唱开口跳，是小丑戏。她能文能武，戏路宽广。1940年下半年，徐玉兰受聘于上海老闸戏院，与施银花、赵瑞花搭档演出，第二年12月徐玉兰正式成了头肩小生。从此，她在观众的心目中就成了一个有名的小生。1942年下半年，徐玉兰与施银花一起去宁波天蟾舞台演出。

    1944年夏，徐玉兰告别宁波，重回上海，与傅全香搭档演出。后来徐玉兰与筱丹桂合作，在国泰戏院演出了《是我错》，社会轰动。1947年下半年，徐玉兰建立了自己的剧团，挂出了玉兰剧团的牌子，她坚持走越剧改革的道路，聘请 吴琛、徐进、石景山、庄志等人组成剧务部。在他们的指导下，排演了《香笺泪》、《同病相怜》、《国破山河在》等新戏。徐玉兰曾和戚雅仙、姚素贞等 搭档演出。1948年下半年，她和王文娟合作，两人配合默契，演出十分成功。 徐玉兰在数十年中，塑造了许多感人肺腑的艺术形象，其中如《红楼梦》中的贾宝玉、《西厢记》中的张生，《春香传》的李梦龙，《追鱼》中的张珍，《盘夫索夫》中的曾荣，《乔老爷上轿》中的乔老爷，《评雪辨踪》中的吕蒙 正等，都给人留下难忘的印象。