徐贞明考取了隆庆五年（1571年）的进士。任浙江山阴县知县时，明敏而有仁爱。万历三年（1575年）被征召为工科给事中。适逢御史傅应祯被治罪，徐贞明到监狱中
调护他，因此也被降职为太平府的知事。万历十三年（1585年）升任为尚宝司丞。
徐贞明在万历三年（1575年）担任工科
给事中时，曾就水利一事上奏：”京城雄居上游，兵源和粮食都应取之于京郊，如今都仰仗东南地区供给。难道西北地区古时的富强之地，不可以充实粮仓、训练兵卒吗？
赋税出自于对
民脂民膏的
搜刮，但是军船船夫的费用，常达到开支数石才能运来一石，东南地区的财力
枯竭。又因为河道多变，运输线多处
阻梗，颇有隐隐忧虑。听说陕西、河南的旧渠废堰，处处存在；山东的诸眼泉水，引灌那里就可以成为农田；但是京郊的几个郡，有的有支流流经，有的当地就有山涧泉水涌出，都足以供给灌溉。北方人不熟诸水利，只是苦于水害，不知道水害也能清除，正是由于没有兴修水利设施。水聚积了就是祸害，分散了就是利事。而现在顺天、真定、河间各郡，是桑麻的产区，一半为低湿地带，由于上游十五条河水只排泄到猫儿湾，想它们不堵塞泛滥，势必不可能行。果真在上游疏通渠道和沟壑，引水灌溉农田，减弱水势，在下游多开挖支河，排泄横溢四方的水，最低洼的地方，留作储蓄水之用，稍高的地方，都像南方人筑堤坝，那么水利兴起，水患也解除了。“然而工部尚书郭朝宾则认为水田劳累百姓，所以也就没有实行奏章中的建议。
除了水利之外，徐贞明还就军班上呈奏章：“东南地区的百姓一向柔弱，不能担负边远地方的防卫。现在远隔数千里征兵，使他们骨肉分离。而军队的壮士出自户丁，帮助解运出自里甲，每支队伍的开支不下一百两黄金。而且军队士兵并不是边远地区的人，没有长期安定的志向，
动辄贿赂卫所的长官请求回乡。卫所的长官从其贿赂中谋利，并且可以冒领粮饷，也就放纵他们。这使得东南地区的百姓困苦，却对军政没有实质性的帮助。应该仿效匠班制，军户应当担负军务的，每年向他们征收银两，用以召募长期安定在边远地区的人求得足员的便利。”
潭纶读《潞水客谈》赞美：“我在边塞任职很久，知道它必然可以推行。”不久顺天巡抚
张国彦、副使
顾养谦在蓟州、永平、丰润、玉田推行此法，都有效果。等到徐贞明返回朝廷，御史苏瓒、徐待极力称道此法可以推行，而且给事中王敬民又特意上奏评论与举荐，神宗便晋升徐贞明为少卿，赏赐他
敕令，命令他与抚按大臣们核查、商议。
徐贞明先到永平，召募南方人进行倡导。到了第二年二月，已经开垦三万九千多亩田。他又遍巡各条河流，探究源流，全部分派职责，准备大举疏浚。但是太监、外戚中占据闲田的人，担心兴修了水田使自己失去了利益，争相称此举不好。在皇帝面前进行无根据地诽谤。皇帝对此疑惑。三月，内阁大臣申时行等人借风沙的情况陈述时政，极力称赞此举的好处。神宗最终未消除疑虑。御史王之栋，是京郊的人，称水田必然不可以推行，并且陈述了开凿滹沱河的十二条不便。皇帝召见申时行等人，下令停止工程。
申时行等人请求罢除开河之举，专门从事垦田。此后，工部讨论王之栋的奏疏，也同内阁大臣的观点一致。皇帝最后罢除了修河垦田事务，并想追究建议人的罪责，因为内阁大臣的劝谏才终止。于是徐贞明回任以前官职。不久请假回乡。万历十八年（1590年）去世。