徐楚光，原名金安，又名祖芳，曾化名楚狂、建豫、席君实等，1909年2月出生于湖北省浠水县团陂镇白鹤村一户农家。他家境贫寒，自幼失去父母，由四个叔叔共同抚养。
他上完小学，考进县师范学校。1927年，被保送到黄埔军校武汉分校第五期步兵科学习，结识了许多共产党员和进步人士，受到爱国和革命思想的熏陶。蒋介石叛变革命后，他随共产党员和进步同学疏散回浠水。党的八七会议后，麻城、黄冈、浠水、黄梅等县相继建立农民自卫军，徐楚光在浠水上巴河、林山河等地参与领导农民暴动。同年12月，他加入中国共产党，随自卫军编入鄂豫边红军。1929年，他任直属团连长。这年冬天，鄂豫边军事委员会派他和潘仲素、徐森桥、徐润清打入国民党军内部从事兵运工作。
经国民党湖北省浠水县县长徐剑锋的推荐，徐楚光进入县自卫大队。
徐楚光在浠水县自卫大队工作不久，因罗田和英山的国民党地方武装对红军的活动很不利，便通过国民党军驻蕲州司令徐文煌介绍，到罗田县自卫大队任副大队长。徐楚光讲究军容，组织射击和队列训练十分在行，深得大队长徐施恩信赖。当时罗田和英山两县自卫大队因一些民事纠纷，涉及到双方的利益而互相指责。徐楚光发现徐施恩为人正直，有正义感，对时局的看法也有许多可取的方面，便利用国民党军内部矛盾，加深交往，争取徐施恩对人民做些有益的事情。
1931年3月，英山县自卫大队，配合国民党正规军向鄂豫皖边区红军发动“围剿”。英山县自卫大队路经罗田县的石桥铺时，在徐楚光的建议下，徐施恩便以“英山自卫大队偷袭罗田自卫大队”为由，率大队抄袭英山自卫大队，致使该大队一败涂地。英山自卫大队在罗田吃了亏，哪能罢休!于是对罗田自卫大队进行反击，不料战斗中徐施恩被英山自卫大队打死。徐楚光立即向蕲州徐文煌告状，要求制裁英山自卫大队。由于徐楚光的策动，罗、英两县自卫大队相互为敌，削弱了国民党军的力量，减轻了国民党军对鄂豫皖边区红军的压力，支援了鄂豫皖边区红军的反“围剿”斗争。
在同一时期，徐楚光结识了国民党李济深部驻罗田的一位团长袁启生。经过友好交往，袁启生对中国共产党领导的革命表示赞同，准备率全团起义，投奔红军。这一计划被国民党鄂东剿匪司令朱怀冰察觉，袁启生机智脱险，徐楚光也离开罗田。
1934年，徐楚光受党的指示，随李济深部去广西南宁，设法推动李济深、白崇禧继续反对蒋介石，加深蒋、李之间的矛盾，削弱国民党军对我苏区的攻势。徐楚光在去南宁的途中，巧遇同乡金龙章，经过细谈，金龙章很愿意协同徐楚光完成这一使命。
事情也巧，徐楚光到达南宁时，蒋介石派出的陶钧已经在南宁活动，企图拉拢李宗仁等人。陶钧曾是桂系的一个军长，后投靠蒋介石，因此，李宗仁、白崇禧对他不感兴趣。徐楚光、金龙章以湖北同乡会的名义，邀请在广西的湖北人，举行会议，发表演讲，公开点破陶钧投靠蒋介石的作为和他广西之行的目的，搞得陶钧非常难堪，只好灰溜溜地走了。
不久，徐楚光回到湖北。经党组织安排，他以黄埔军校毕业生的身份，打入国民党豫西师管区，任兵役局局长，改名徐建豫。1937年春，他兼任河南伊川县第三科科长，经管全县的征兵工作。抗日战争爆发后，中共河南省委负责人陈少敏等与徐楚光取得联系，为贯彻中共中央中原局和河南省委的指示，在洛阳、竹沟、武汉建立秘密活动点，并吸收武汉的徐敏文、熊泽滋，罗田的郭坚，伊川的时海峰等参加党的地下工作。这些同志在后来的工作中发挥了骨干作用。
1937年9月，国民党军冀察游击司令孙殿英，接受我党关于建立抗日民族统一战线的主张，愿意合作抗日。
一天，在中共党员靖任秋的安排下，孙殿英来到平汉铁路长寿车站的一列专车上，为的是会见一位中共代表。这位代表就是中共领导人周恩来。当靖任秋向孙殿英介绍“这位先生就是周恩来”时，孙殿英竟不知所措，他没有想到中共重要领导人周恩来会接见他。周恩来风趣地说：“唉!你孙司令也是名声在外嘛!你有与中共合作抗日的愿望，这很好，我们应该好好商谈一番才是呀!”这样孙殿英的心情才平静下来。经过协商，孙殿英接受了周恩来提出的有关合作抗日的意见。
1938年春，孙殿英为了实现他联合抗日的承诺，特意请靖任秋前往豫西宜阳三乡镇创办干部教导大队，培养抗日骨干队伍。此时徐楚光受中共豫西特委的派遣，到教导大队同靖任秋一起工作，他的职务是教导大队中校教导主任，改名徐祖芳。全大队有1000多名学员，设六个中队。徐楚光经常给学员们上课，宣传我党关于抗日的政策，介绍八路军、新四军英勇抗敌的事迹，激发学员的抗战热情。学员们高声唱道：“大刀向鬼子们的头上砍去!……”
后来，中共中央组织部、中共河南省委先后从延安、洛阳、武汉等地抽调一批共产党员和进步知识分子到教导大队任教或担任领导工作。为加强党的领导，还建立了中共教导大队工作委员会。
孙殿英对办好教导大队很是热心，专程到三乡镇检阅队伍，他看到徐楚光把队伍训练得成方成队，步伐整齐，表演刺杀时，上千人一个动作，一个声音，连声称赞“不简单，不简单!”
1938年秋冬，孙殿英的冀察游击队改编为国民党新五军，归国民党第一战区司令部指挥。这样一来，情况发生了变化：常驻孙殿英部的国民党特务向上司密告教导大队是“赤化”学校，上司命令孙殿英立即解散教导大队。
为防止发生意外，徐楚光和靖任秋向孙殿英建议：将教导大队调往晋东南抗日根据地，以避开国民党的插手和干预。孙殿英说：现在只能这样办了，请你们二人作个计划，拜托你们抓紧实施。
年底的一天夜晚，教导大队全体人员以夜间演习为名，由靖任秋、徐楚光等分头带领，离开宜阳三乡镇，在孟津过黄河，穿过济源县境，到达山西晋城、陵川和壶关一带，受到八路军太南独立游击支队和地方抗日游击队的接应。学员们和当地人民群众举行联欢，演唱抗日歌曲。
大队学员就要结业了，孙殿英采纳靖任秋、徐楚光的建议：留少数学员和工作人员继续训练，大部分学员分配到孙殿英的新五军充任基层骨干，在抗日战场上发挥作用。在大队工作的中共党员和革命积极分子作了转移和疏散的安排。在开办教导大队的过程中，除靖任秋等少数同志知道徐楚光是共产党员外，绝大多数教职人员和学员只觉得徐楚光是一位才华横溢、富有正义感和爱国心的国民党军官。结业的时候，学员们含着热泪和他告别。不几天，靖任秋调新五军任参谋长，徐楚光任该军参谋处作战课课长。
1939年初，孙殿英仍没有放弃办学校的念头，更觉得徐楚光是个办学有方的人才。于是决定：开办新五军官佐子弟学校，附设幼年学兵连，让徐楚光任子弟学校校长兼学兵连连长。由于官佐子弟学校的学员不多，徐楚光的主要精力就放在幼年学兵连上。他让时海峰(徐楚光的妻子)到学兵连当指导员，从原教导大队的学员中挑选了几名骨干到学兵连担任排长。徐楚光利用讲课和训话等机会，对这些娃娃兵进行中华民族优良传统教育和反对日本帝国主义侵略中国的爱国主义教育。一次，他向学员们讲了个故事：教导大队有一位叫杜长河的学员，毕业分到新五军后就上前线同日军作战。在一次反“扫荡”战斗中，杜长河一人同两个鬼子拼刺刀，把鬼子刺倒，他自己腹部受了重伤，肠子流到肚外，仍一手捂着肚子，一手持枪与敌人拼杀，直到壮烈牺牲。听讲的学员个个感动不已，表示要向抗日英雄学习。
这时，蒋介石消极抗日，积极反共，提出“溶共、防共、限共、反共”的反动方针，在湖北、河南等地制造流血惨案。徐楚光闻讯，及时将新五军官佐子弟学校和学兵连的共产党员和进步分子转移出去。他自己也离开新五军到洛阳八路军办事处汇报工作。
1940年初，党中央安排徐楚光到中共中央北方局党校学习，后来又调他到抗日军政大学当军事教官。徐楚光在北方局党校学习期间，国民党第九十七军朱怀冰部预谋袭击我太行山区八路军总部。党组织派徐楚光以看望同乡为名，住在朱怀冰部参谋主任杨梓诚家里。准确摸清了朱怀冰的军事部署。八路军第一二九师、第一一五师和太南独立游击支队密切配合，向顽军发动攻势，使敌九十七军大部被歼，挫败了敌人妄图袭击我八路军总部的阴谋。
1942年3月，八路军总部抽调几十名有经验的干部打入汪伪内部从事搜集情报的工作。徐楚光在总部秘书处受领任务后，改名徐楚狂，由华北赴武汉沦陷区，投入新的战斗。他先通过同乡、同事关系打入武昌县汪伪县党部担任主任委员，并与好友、中共地下党员金龙章接上关系。金时任伪军要职(伪武汉中国人民自卫军总司令)。他为徐楚光办了一份前往南京的特别通行证，并把他介绍给南京的一位洪帮大亚山首领朱亚雄(后成为我党地下工作者)，请他多多关照徐楚光。
这年夏天，徐楚光拿着金龙章提供的“金字”招牌顺利进入南京，在鼓楼二条一座小楼房里安下身来。随后，通过和朱亚雄友好交往，被吸收为大亚山洪门组织成员，徐楚光拜朱亚雄为“大哥”。从此，他经常出入洪门的香堂和朱亚雄寓所，广交朋友。不久，以黄埔军校毕业生的身份进入汪伪中央军校任上校战术教官。
徐楚光一到伪中央军校任职，就同湖北同乡、伪中将参赞武官张海帆取得了联系，紧接着就当上了伪军委会政治部情报局上校秘书、伪军委会武官公署上校参赞武官以及伪陆军部第六科上校科长。同时还担任伪中央感化院政治教官。徐楚光利用这些合法身份和“工作”之便，结识了汪伪军委会参谋次长项致庄以及伪宪兵团长、伪警卫第三师政训处主任、伪海军政训处长、伪警备司令部参谋处长和军统局南京地下站站长等重要人物，这些与徐楚光打交道的要员，无不对他的人品、学识和才华倍加赞赏。不
徐楚光去伪军校上班，要经过中山路二条巷蕉园，发现此处住着一位不寻常的汪伪军官，经细打听，方知是伪中将参赞武官洪侠，便设法同洪侠见了面。洪侠在与徐楚光的初次交往中，发现他举止大方，谈吐自若，知识渊博，彬彬有礼，深为结识这样一个朋友而庆幸。同年深秋的一天，徐楚光又一次拜见洪侠，发现洪侠的客厅里挂着一副对联：“洪钟唤醒三千界，侠骨飘零二十年”。
徐楚光说：“洪兄，看来您也曾经是抱负远大的人呢!但您如今的处境倒叫为弟我猜不透啊!”接着，洪侠讲述了自己的一段经历：洪侠原是重庆国民党中央政治学校体育指导，后又在该校任队长兼教官，曾致力于抗战救国。因校内派系斗争，把洪侠的职免了，为了生存，求朋友帮忙，才在南京谋了这门差事。
徐楚光对洪侠的坦诚感到高兴，认为洪侠是一位可信赖的朋友，接过话题说：“洪兄的为人和爱国之心，为弟很是钦佩。我楚光在新四军里有几位得力的朋友，洪兄若有要联系的事情，我可以为您搭桥。”同时提醒洪侠要长远打算，为自己的今后留个出路。洪侠一听感到高兴。几天以后，徐楚光邀请洪侠等友人游览栖霞山。看到满山红叶，徐楚光触景生情，即兴吟诗一首：“破碎河山乱如麻，寺僧钟鼓噪无鸦。山枫自有丹橙色，无意胜于二月花。”自此，徐楚光和洪侠成了莫逆之交。在洪侠等有识之士的配合下，徐楚光不断获取汪伪政权的大量情报，为八路军、新四军首长的战略决策提供可靠的依据。
1943年春，八路军总部派出中共党员马蕴平前往南京，协助徐楚光工作。随后，八路军总部副参谋长滕代远通过中央军委通知中共中央华中局和新四军军委，说明打入南京汪伪政权机关的徐楚光、马蕴平已在南京立足，为便于开展工作，加强联络，特将二人转交你们领导。中共中央华中局情报部潘汉年派副部长徐雪寒到南京同徐楚光、马蕴平接上了关系。后来，新四军军部首长决定，成立新四军江南工作委员会第三分会，任命徐楚光为该分会主任。徐楚光认真执行华中局和新四军军部的指示，成为我党我军打入南京汪伪政权的一个重要网点。
1944年初，为打破日伪对我苏北抗日根据地的经济封锁，克服抗日根据地物资供应的困难，徐楚光同黄埔军校校友唐公福协商，请唐承包苏北“清乡”地区(抗日根据地)的猪只税务，在扬州设立猪只税务总局。唐公福是一位有抗战热情的人，在此之前，已接受徐楚光的意见，参加了新四军在南京的地下工作。唐公福十分赞同徐楚光的这个方案而积极合作。他首先辞掉建华银行苏州分行经理的职务，筹措资金，在扬州成立起猪只税务总局。凡该局职员均持有税务总局颁发的证件，畅行无阻地往返我盐埠地区，收购生猪、家禽等土特产品，根据地急需的医药、纸张、布匹和日用百货均得到了解决。
二三月间，日军对通往苏北的铁路检查很严，对我苏北抗日根据地的物资运输造成严重障碍，这使徐楚光感到不安。
一天晚饭后，徐楚光来到“大哥”朱亚雄家里，没有等徐楚光开口，朱亚雄便发了话：“楚光弟今日来此，好像是有事要商量啊?”徐楚光说，大哥说得对，我正有件事要请您出面。您在南京交际很广，树大根深，加上您曾留学日本，日语又说得好，相信您能够办好。接着徐楚光谈了自己的设想。
几天以后，朱亚雄会见日本人木村，此人是华中铁道株式会社警务课长。经过一阵叽里咕噜地交谈，木村答应成立由华中铁道株式会社领导下的华中铁道护路总队，总队长由朱亚雄出任。又由朱亚雄“提名”，徐楚光任护路总队秘书兼督察长。总队成立后，在丹阳、镇江、龙潭、芜湖、下关、中华门等处设“护路”分队。“护路”人员多由朱亚雄、徐楚光选定。经朱亚雄出面活动，警务课又提供六张不贴照片的免费乘车通行证，从而为苏北抗日根据地的同志往返南京、镇江、苏州等地提供了方便，保证了安全。
就在同一个时期，项致庄被任命为伪苏北绥靖公署主任兼第二十军军长，项致庄请洪侠担任苏北绥靖公署驻南京办事处主任。洪侠主动提出让徐楚光派得力人员到他的办事处做收发工作。于是马蕴平、乐伟平就先后到洪侠的办事处上班。又安排马蕴平住进“办事处”院内。这样，汪伪的机密文件对徐楚光、马蕴平等自然就不保密了。洪侠还为徐楚光给予经济上的资助，配给他一支手枪，出具“苏北绥署驻京办事处”的证件，从而使伪苏北绥署驻京办事处为中共地下工作者所控制。
徐楚光奉组织派遣潜入南京汪伪政权“供职”，时海峰误以为他投敌叛变，写信同他离了婚。
1944年6月，徐楚光装成天长烟草局的人搭乘日伪汽车，去中共中央华中局汇报工作。途中突然听到枪声和手榴弹爆炸声，徐楚光一看是当地抗日武装打过来了，心里自然很高兴，但为防意外，赶紧跳车，不幸摔伤肋骨，住进了扬州医院。说也有“缘”，在这里结识了朱健平；徐楚光引导她走上革命道路，后来结为伉俪。
这年秋天，中共中央华中局指示徐楚光在南京建立地下武装，经费要徐楚光自己筹集。经与洪侠研究决定，会同汪伪中央军委会军事司少将科长周镐(湖北罗田人，和徐楚光是黄埔同学。在徐楚光的启发和指导下，积极为中国人民的抗日战争出力，由徐楚光介绍，经中共中央华中分局书记兼华中军区政委邓子恢和副书记兼副政委谭震林的批准，成为中国共产党的“特别”党员，并任命他为京、沪、徐、杭特派员，1949年春被国民党反动派杀害。)共同完成这件事情。周镐在汪伪军委会专管军事运输。他借军队调防的机会，向汪伪军委会多申报了几个火车皮计划。周镐利用这几个车皮做粮食生意，所赚的钱除付粮食本钱和必要的费用外，剩下的钱全部交给徐楚光用作筹建地下武装的经费。
1945年2月，项致庄到南京参加陈公博、周佛海召集的汪伪最高军事长官会议。会后，项致庄对洪侠说：“我先走了，有一份文件，你务必亲自给我领出来，尽快送给我。”说着将一枚刻有“项致庄之印”的私章交给洪侠，钻进一辆黑色轿车离开南京。
敌人的这次会议内容是策划对我新四军茅山抗日根据地大“扫荡”。徐楚光得到消息后，前往淮南新四军军部报告情况，临行前要洪侠严密注视敌人的军事动向。
洪侠按照项致庄的交代，到汪伪军委会领到一份火漆加封，注明“项致庄亲启”的绝密文件，同时，乐卫平也在“办事处”收到另一份绝密文件。洪侠面对绝密文件，心情很不平静，如果按照项致庄的吩咐，原封不动的给他，那将是对人民的犯罪；要是将文件拆封，则可能招来杀头之祸。然而洪侠选择了后者，他和马蕴平一起将“项致庄亲启”的信封启开，原来是一份“剿共”军事联络电报密码，而马蕴平收到的那一份则是日伪联合“扫荡”茅山抗日根据地的作战计划。洪侠连连说：“太重要了，太重要了”。当夜，马蕴平、张冰一夜没有合眼，将文件抄录完毕。次日清晨，马蕴平出发，将文件送往淮南中共华中局和新四军军部，华中局城工部代部长刘长胜称赞马蕴平、洪侠等完成了一件重大任务。同一天上午，洪侠从容地把文件送给项致庄，项看到文件已被拆开过，不由得大吃一惊，当要拿洪侠是问时，又怕引火烧身，招来灾祸，只好哑巴吃黄连。沉着而机敏的洪侠为防项致庄追查文件，即刻动身回南京，告诉马蕴平、乐卫平等安全转移。
7月，华中新四军加强了对日伪军的攻势，日军的彻底失败指日可待。此时，徐楚光、赵鸿学获悉，伪中央军校总队长鲍文沛将接替钟建魂，任三师师长。他俩当即商定，明确向钟建魂提出率部起义的问题。徐楚光将这一情况和处置意见报告新四军首长，并很快得到批准。
8月9日，钟建魂见了赵鸿学就说：“我这个师长快让人家给撤了!我想去找周佛海，你看怎么样?”赵鸿学说：“师座，日本人已快完蛋，找周佛海没有用。我倒有个大胆的想法……”钟建魂让他快说。赵鸿学说：率部起义，到江北新四军那里去。开始，钟建魂表示担忧，后来用心听完赵鸿学的言谈之后，觉得很是在理，表示同意率部起义。当天下午，徐楚光身穿洁白的绸子上衣，浅灰色的杭纺绸子长裤，手执黑色文明棍，在赵鸿学的引见下，来到钟建魂会客大厅。钟建魂迎上前，同客人握手。徐楚光说：“久闻先生大名，今日相见，甚是荣幸。”徐楚光的言表，给钟建魂一种沉稳、洒脱、自信而又不失礼的政治家风度。谈话很快进入正题。徐楚光说：“欢迎钟先生率部加入我们新四军；部队过去后，保证不改编；如果部队行动受阻，带不过去，钟先生一个人过去，我党我军同样欢迎。”钟建魂对此表示感谢。
随即，徐楚光、赵鸿学和钟建魂详细研究了行动方案：确定钟建魂为起义行动总指挥，并带领师直直属连队过江；徐楚光协助赵鸿学负责第九团的指挥；全师集结地点是六合县竹镇。三人共同决定：起义时间是8月13日凌晨1点。
徐楚光、赵鸿学离去后，钟建魂让夫人以探亲的理由离开住所(由我地下组织送往解放区)，钟让母亲暂不离家(钟反正后，老人被捕入狱，营救无效，死于狱中)，以不引起敌人的注意。
10日晚，赵鸿学在南京中央饭店举行宴会。席间，徐楚洮又发出请柬，定于13日晚在大华春饭店举办晚宴，特意邀请鲍文沛出席。这些活动，有效地配合了钟建魂的起义部署。
13日凌晨1点，钟建魂以汪伪军委会的名义，对第七、八团下达命令：部队在拂晓前渡过长江，到六合县竹镇集中，参加对新四军的大“扫荡”。钟建魂放下话筒，立即率师直特务连、通信连、工兵连、炮兵连到达江边划子口。队伍渡江上岸后，钟建魂带领大家急速向竹镇开进。徐楚光、赵鸿学把第九团部队集合后，顺利开往竹镇。当日到达六合竹镇的起义部队3000余人，立即开往六合县解放区钟家集地区。
中共中央华中局城工部部长刘长胜专程到钟家集看望和接收这支部队。根据新四军军部的决定，该部被编为新四军华中独立第一军，钟建魂任军长，刘贤一任政治委员，徐楚光任副政治委员兼参谋长和第二师政治委员，赵鸿学任第二师师长。随后，部队开到淮阴码头镇整训。华中局和华中军区领导人邓子恢、张鼎丞、粟裕、谭震林等领导同志接见了独立第一军全体官兵。
1946年2月，独立第一军编入新四军华中军区第七纵队，钟建魂任纵队副司令员。
1946年春，徐楚光任中共中央华中局联络部第三工作委员会主任，以商人的身份往返于南京、上海、苏州、扬州等地。1947年春，徐楚光作为中共中央华东局和华东军区特派员，化名席正，暂住上海远东旅社。一次，他陪朋友吃酒，正好有国民党“军统”上海警备部的一位先生同席。徐楚光频频举杯，请这位先生饮酒，与之亲切交谈。谈话中，徐楚光获悉卫立煌正在训练特务骨干，准备潜入我党我军内部的重要情报，逐及时报告党中央，使我军避免了损失。
4月，徐楚光率张冰、汪乐挺、罗纳、朱健平等30多人，分批从上海出发，前往湘、鄂地区。徐楚光在长沙会见原已在这里工作的成铁侠、张弩、叶晃等人，和他们拟订了工作计划：深入到国民党湖南保安团、保安大队和盐警中队，物色工作对象，组织地下人民武装。大家分头活动，不长的时间就联络到四个团的兵力，根据华东军区的决定，组建成湘鄂民主联军，成铁侠任司令员，徐楚光任政治委员。
1947年夏，徐楚光到南京、上海开展工作。虽然这期间，我党在南京、上海的地下工作很难开展，但徐楚光仍和以往一样，不间断地同各方面人士会晤，身边的同志都为他的安全担心。徐楚光对同志们说：“一个地下革命者，如果把自己隐蔽得十分彻底，毫无痕迹，那就无法争取团结群众，实际上也就无法开展工作。”又说：“做地下工作，要分清敌友，要敢于牺牲自己。”徐楚光凭着这种态度，大胆而又谨慎的工作，在斗争实践中识别人，团结人。在他联系和吸收的地下工作者中，绝大多数同志出生入死地为党工作或同我党合作，提供许多重要情报，有的同志为此献出了生命。40多年过去后，徐楚光当年的上级以及和他共事的杨帆、唐公福、钟建魂等在回忆徐楚光时，依然百感交集，热泪盈眶，赞扬他是“做人的楷模，统战的榜样”。
1947年9月，徐楚光动身前往鄂、豫、皖边区，向刘邓首长汇报工作。临行前对夫人朱健平说，我要到解放区去汇报工作，最多一个月就回来。他接过不满2岁的女儿定生亲了又亲，说：“爸爸要出发了，回来再抱你。”
这时，曾在华中局第三工委工作过的刘蕴章被捕叛变。国民党保密局根据刘蕴章供出的情况，加紧了对第三工委的侦破。后又得到徐楚光在湘、鄂地区活动的情报，便以武汉为重点，部署对徐楚光和第三工委成员的追寻。
徐楚光从长沙到达武汉后，住在他族姑母徐敏文家里。一天，徐楚光会见了他当年在浠水县自卫大队任中队长时的一名班长夏伯诚，要他去鄂东发展地下武装，不想，此人竟向武昌公安局告密。当日深夜，国民党特务包围了徐敏文的住宅，以查户口为名，将徐楚光、徐敏文、熊泽滋(徐敏文的丈夫)、胡佛言同时拘捕。当徐楚光听见楼下有人喊开门时，知道情况不好，立即将文件销毁。
徐楚光被捕后，关押在国民党武汉行辕第三处。敌人多次提审，徐楚光一再申明：“我叫席正，是上海《申报》外勤采访记者。你们应该保护记者合法权益。”后又暗告胡佛言：“你们要坚强，不要向敌人屈服。”
1948年初，徐楚光被押解到南京国民党保密局，关押在南京宁海路第19号监狱。因叛徒告密，曾和徐楚光一起从事地下工作的周镐、栗群、张弩也遭敌特逮捕，将他们关押在同一间牢房里，安上窃听器，但他们彼此都装不认识，更不承认有任何政治关系。敌人对徐楚光、周镐等施以严刑拷打，他们忍受着巨大痛苦，谁也不吐真情。不久，周镐获保出狱。
一天，他的内兄朱鸿年前来探望。徐楚光对朱鸿年说：“请您通知郭润身(上海三工委副书记)，让他马上离开上海”。还说：“第一个审讯我们的就是罗纳。”暗示朱鸿年报告党组织，罗纳已经叛变。
1948年秋，由于全国解放战争的胜利推进，国民党蒋介石政权已处在风雨飘摇之中。保密局按照蒋介石的密令，于10月9日将徐楚光秘密杀害。徐楚光的遗体至今不知下落。
新中国成立后，中共中央委员郑位三告诉金龙章：现已“找到出卖徐楚光的人”。夏伯诚、刘蕴章已分别由武汉和南京人民政府处决。中共中央中南局统战部长张执一写信给湖北省委，赞扬“徐楚光同志是英勇牺牲的烈士。”
