1978年09月——1982年06月，合肥工業大學無機化工專業學習；

1982年09月——1985年04月，上海化工研究院無機化工專業碩士研究生；

1985年04月——1986年02月，上海化工研究院助理工程師；

1986年02月——1989年12月，江蘇省南京化工學院化學工程專業博士研究生；

1989年12月——1993年06月，江蘇省南京化工學院講師、副教授；

1993年06月——1996年10月，南京化工大學教授（期間：1994年06月—1994年12月，任美國匹茲堡大學訪問教授)；

1996年10月——1999年05月，南京化工大學研究生處處長（期間：1997年05月—1997年08月，任美國橡樹嶺國家實驗室訪問教授)；

1999年05月——1999年10月，南京化工大學化學化工學院院長；

1999年10月——2001年12月，南京化工大學化學化工學院院長，江蘇久吾高科技有限公司總經理（兼）；

2001年12月——2002年06月，南京工業大學黨委常委、副校長；

2002年06月——2006年05月，南京工業大學黨委常委、副校長，南京九思高科技有限公司總經理（兼）（期間：2002年11月作為JSPS學者訪問日本名古屋大學）；

2006年05月——2008年04月，江蘇省蘇州市副市長（掛職）、南京工業大學黨委常委、副校長（期間：2007年10月起擔任材料化學工程國家重點實驗室主任）；

2008年04月——2011年07月，江蘇省省長助理、省政府黨組成員；

2011年07月——2013年01月，江蘇省省長助理，省政府黨組成員，省科技廳廳長、黨組書記； ^[2] 

2013年01月——2015年01月，江蘇省政協副主席，省人民政府黨組成員，省科技廳廳長、黨組書記； ^[3] 

2015年01月——2015年05月，江蘇省人民政府副省長、黨組成員，省科技廳廳長、黨組書記； ^[4] 

2015年05月——2015年11月，江蘇省人民政府副省長、黨組成員； ^[5] 

2015年11月——至今，，中華人民共和國科學技術部副部長、黨組成員。 ^[1] 

2005年當選中國工程院院士。黨的十八大代表，十一屆全國政協委員，十二屆省委委員，江蘇省十一屆政協委員。

2018年4月，國務院任命徐南平為科學技術部副部長。 ^[6] 

國家科學技術獎評審專家，膜領域國家“973”計劃項目首席科學家，國家“863”新材料領域專家委員會委員，中國科協第七屆全國委員會委員，中國化工學會理事，中國膜工業協會副理事長，中國海洋學會海水淡化與水再利用分會副理事長，全國化學工程專業委員會副主任委員。兼任《化工學報》、《水處理技術》等多家學術刊物的編委以及《高校化學工程學報》、《膜科學與技術》編委會副主任委員等。

主要從事化學工程領域的研究工作，是我國膜領域國家“973”項目首席科學家。先后主持承擔了國家重點科技攻關項目、國家“973”項目、國家“863”項目、國家自然科學基金、國家杰出青年基金項目、國家國防重點研究項目、國家計委產業化專項項目、江蘇省科技攻關項目、江蘇省重大成果轉化專項項目等研究項目40余項。以第一作者或通訊聯系人發表期刊論文400多篇，其中被SCI、Ei檢索論文170多篇，編寫及參編著作3部。申請專利57項，有20項成果通過省、部級鑒定。

《面向應用過程的陶瓷膜材料的設計、制備與應用》，科學出版社，2005

“Experimental and modeling study on tubular dense membranes for oxygen permeation”, AIChE J., 45 (12): 2519-2526, 1999

“Novel method for preparing palladium membranes by photocatalytic deposition”, AIChE J., 46 (5): 1075-1083, 2000

“Effects of particle size of TiO2 on photocatalytic degradation of methylene blue in aqueous suspensions”, Ind. Eng. Chem. Res., 38 (2): 373-379, 1999 ^[7] 

國家科技進步二等獎和三等獎各1項，國家科學技術發明二等獎1項，“侯德榜化工科學技術獎” 創新獎1項，江蘇省科技進步一等獎2項，中國石油與化學工業協會技術發明一等獎1項，中國膜工業協會科技進步一等獎1項，國家科技部劉永齡科技獎1項，省、部級科技進步二等獎3項。獲“全國杰出專業技術人才”，“全國優秀教師”、教育部霍英東優秀青年教師獎、“江蘇省勞動模范”、“江蘇省首屆創新創業人才”、江蘇省高校優秀共產黨員、江蘇省優秀研究生導師、“南京市十大科技之星”等稱號，是國家級有突出貢獻的中青年專家、國家“百千萬人才工程”千層次培養人選、江蘇省“青藍工程”跨世紀學術帶頭人、省優秀學科帶頭人、省“333工程”第一層次培養對象，享受政府特殊津貼，黨的十八大代表。 ^[8]