徐云霄出生于上海市，他从小受到家庭氛围的熏陶而喜欢上画画和音乐，不仅学习了绘画，而且还学习了吉他、钢琴等乐器。徐云霄大学就读于上海工艺美术学院，在校期间他开始尝试创作歌曲 。
2009年，参加东方卫视选秀娱乐节目《我型我秀》的比赛，最终获得全国总决赛10强，从而正式进入演艺圈 ；同年，参加“第六届校园音乐先锋大赛”，获得上海赛区原创组三等奖。
2011年，作为固定嘉宾参加湖南卫视相亲交友类节目《我们约会吧》 。2012年11月，推出个人单曲《我幸福你》。
2013年，参加东方卫视歌唱选秀节目《中国梦之声第一季》的比赛，获得全国42强；同年6月，受邀参加“第四届法国夏至音乐节” ；同年8月，参加东方卫视全民唱歌擂台节目《谁是大擂主》的录制 。
2014年，参加“雪碧音碰音·全民赛歌榜”歌唱比赛，并获得首周周冠军 。2015年7月，推出个人原创单曲《我想我没那么坚强，每个女孩都一样》。
2016年4月14日，推出与徐菲合唱的歌曲《这样的日子》，收录于徐菲个人专辑《我的写字台》中；同年5月，担任《十五年等待候鸟O.S.TPartII》的音乐编辑工作 ；随后，为胡夏创作歌曲《如果可以》，并作为电视剧《旋风少女第二季》的插曲 ；同年，为鉴赏演唱的歌曲《在这一秒》编曲 。
2017年2月25日，推出与任会合唱的歌曲《我的小萌希奥呢》；同年3月，签约有沐音乐，成为旗下签约艺人 ；同年，为电视剧《因为遇见你》创作同名主题曲《因为遇见你》，该歌曲由朱元冰、阿悄合唱 。
2009年，徐云霄与徐菲因参加“第六届校园音乐先锋大赛”而相识。2011年，徐云霄与徐菲正式交往 。2013年5月，徐云霄在东方卫视《东方直播室》节目现场，用一枚玛瑙戒指向女友徐菲求婚成功 。
2013年8月17日，参加由盛立公益基金会主办的“关爱儿童，拥抱梦想”慈善义卖活动 。
徐云霄的嗓音不仅独特，而且还很清新（网易评） 。徐云霄是一个具有实力的唱作才子 ，他不仅有着清新的外形和动人的歌声，而且他创作的歌曲的曲风也很积极、阳光 。徐云霄颜值与实力并存，他具备了优秀艺人的气质。他的声音充满磁性，他不仅有着优秀的创作能力，还有着充满混血感的高颜值，而他所创作的歌曲则越发触动人心（腾讯评） 。
徐云霄是一个以自弹自唱为音乐特色的侧脸帅哥，他不仅脾气好，而且又很有音乐才华（中国新闻网评） 。
