在个人的学术研究中，徐先生抓住汉语方言作为突破口。不同地域的方言构成了不同历史时期汉语的活化石，隐藏着汉语演变的历史轨迹和动因。从20世纪50年代到80年代，徐先生和同事、学生们多次展开田野调查，收集了大量第一手方言材料，浙江宁波、河南洛阳、河北涿鹿、湖南韶山和山西大同、朔州、太古、太原、闻喜、祁县、平定等地都留下了他的足迹。

1982年，徐先生被公派到美国加州柏克莱大学进修，主修历史语言学。这时候的徐先生，已经年过半百。一个一生只吃小时候吃过的菜的人，在异国他乡，在完全不同的文化和环境中，会面临怎样的挑战和不适？徐先生没有过多地考虑这些，也没考虑过要去哪儿欣赏异国风光，去哪儿感受世界最发达国家的繁华。他所有的心思都集中于怎样利用短短一年时间完成自己的研学计划。在美期间，他没看过一场电影，没去过一个地方旅游。除了听课、听讲座、阅读文献资料，就是和学者们一起讨论，经常工作到深夜。他还对四位著名语言学家进行了单独访谈，包括研究罗曼语的马尔基尔（Malkiel）教授，研究藏缅语的马提索夫（Matisoff）教授，研究藏语、苗瑶语和汉语史的张琨教授，以及提出词汇扩散理论的王士元教授。这些访谈后来发表，为当时的国内语言学界带来一股新风。

熟悉了国际最新语言学理论，又有多年方言田野调查、汉语音韵史文献整理的积累，从80年代到90年代初，徐先生发表了多项影响遍及海内外的成果。尤其是1991年出版的《历史语言学》，引起广泛关注和高度赞誉。在这部书里，徐先生系统介绍了历史语言学各个重要学派的理论方法，并把这些方法综合应用到汉语方言和汉语音韵史的分析中，提出并论证了“叠置式音变”这一新的音变方式，闯出了从汉语材料中提取新的普通语言学理论的路子。这也是中国第一部全面讨论语言演变一般原理的理论著作。