徐贞明，字孺东，贵溪人。父亲徐九思，参见《循吏传》。徐贞明考取了隆庆五年(1571)的进士。任浙江山阴县知县时明敏而有仁爱。万历三年(1575)被征召为工科给事中。遇上御史傅应祯被治罪，徐贞明到监狱中调护他，被降职为太平府的知事。十三年升任为尚宝司丞。
起初，徐贞明担任给事中，就水利和军班两事上奏，称：
“京城雄居上游，兵源和粮食都应取之于京郊，现在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。北方人不熟谙水利，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。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。现在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。
“至于从永平、滦州到沧州、庆云，满地芦苇，土地肥沃。元代的虞集想在京城东面临海的地区筑塘蓄水以便开辟稻田。如果仿效虞集的意见，招揽南方人，让他们耕耘，北起辽、海，南临青、齐，都是良田。应该特派专员，给他权力，不必阻止非议，保障时间，不求近期功效。或者抚恤穷困的百姓给他们提供耕牛和粮种，或者任用富户而延缓对他们征收赋税，或者选择强健的士卒分别建立屯营，或者招募南方人给予附籍用地的便利。等待有了成绩，再推广到河南、山东、陕西。可望使东南地区的漕运减少，西北地区的储蓄常保充足，国家永远没有穷困之日。”
他关于军班的奏章称：
“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。而且不是土著兵的队伍，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，用以召募土著人求得足员的便利。”
事情都下达给有关部门。兵部尚书谭纶称征兵的制度不可偏废。工部尚书郭朝宾则认为水田劳累百姓请求等待他日。事情就都被搁置起来了。
等到徐贞明被贬职，到了潞河，始终认为先前的提议可以实施，就撰写了《潞水客谈》完备他的观点。它的大意是说：
“西北地区遇上旱灾就赤地千里，遇上涝灾就万顷洪流，唯有晴雨适调才可能有常年的欢乐而没有饥饿之苦，这样能长久依赖吗？唯有兴修水利而后对旱涝有备，这是第一件利事。中国人谋生必须有常年丰收的农田，将国家的全盛唯独寄托于东南地区的粮食供给，难道能够得成吗？水利振兴了就有大量的余粮屯积仓库，这是第二件利事。东南地区的转运费高于货值数倍。如果西北输送一石粮，那么东南的就减省数石粮食的输送，时间长了就颁布减免田租诏书，东南地区的民力或许稍稍得到休整，这是第三件利事。西北地区没有沟壑，所以河水横流，百姓的房屋大都淹没了。修复水田就可以分散河水，减少水患，这是第四件利事。西北地区地势平坦、开阔。放骑可以长驱直入。如果全部开挖了沟渠，那么田野就全是金汤，这是第五件利事。游民轻易离开乡土，容易发生骚乱。兴建了水利就使务农的人依附田亩乡里，并且使一些游民回归，这是第六件利事。招募南方的人耕种西北的田地，那么民力均衡，田亩也均衡。这是第七件利事。东南地区逃避劳役的百姓很多，西北地区却深受苛重徭役之苦，因为南方的赋税繁多而徭役减少了，北方的赋税减少了而徭役加重了。如果垦田聚民，那么赋税增加了，北方的徭役就可以减少，这是第八件利事。沿着边关的各镇都有积蓄，转运不麻烦，这是第九件利事。依附富户做佃客的浮户有无数，召募他们务农，选拔他们当兵，屯防的事没有不兴办的，这是第十件利事。边塞上的兵卒，土著人较少。兴起屯防则兵源自然充足，可以节省到远方召募的费用，减少换防的劳苦，停止勾捉军丁的苦楚，这是第十一件利事。宗族的俸禄浩繁，势必难以继续。现在从中尉以下依照俸禄授田，使他们在自己的禄田上自食其力，为子孙做长远考虑，可以减免宗族的俸禄，这是第十二件利事。修复水利，仿效古时的井田制，可以限制百姓占田。而且自古的养民政策渐渐可以施行，这是第十三件利事。百姓与田亩分配均衡，可以仿效古时邻里族党的制度，逐渐兴起教化，风俗自然美好，这是第十四件利事。”
潭纶读后赞美：“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，神宗才晋升徐贞明为少卿，赏赐他敕令，命令他与抚按大臣们核查、商议。
当时苏瓒刚刚奉命巡视边关，又献计说：“治水与垦田相互协调，没有不治好水却可以开垦田亩的。京郊最忧患的河流是卢沟、滹沱两条河流。卢沟发源于桑干河，滹沱发源于泰戏河，源远流长。又汇聚了深、易、濡、泡、沙、滋各条河水，散布各淀，泉渠溪流都注入其中。所以高桥、白洋等淀，大的方圆一二百里，小的也有四五十里。每当夏秋受涝积，肥沃的农田变成咸卤地，菽麦变成芦苇，很可惜呀。现在治水的办法有三条：疏浚河道排除水的堵塞，疏通渠道减少各淀的水势，撤除弯曲的堤防使百姓都能受益。”皇帝将奏章一起下达给徐贞明。
徐贞明亲自到京东的州县，审察高原和低地，揣度土壤的适宜情况，详细巡视河水的分合态势，上奏逐条陈述事宜。户部尚书毕锵等人极力赞助他，采用徐贞明的奏疏，建议着手六件事：请按郡县有司开垦田亩的勤懒情况列出前后次序听凭徐贞明举荐、弹劾；适宜种稻的地方渐渐劝民众种稻，适宜种黍、粟的地方依旧，不急速责令他们完成；召募南方人，提供衣食农具，使他们以一教十；能开垦百亩以上的人，就可以世代以此为业，子弟能够寄托户籍入学，其中卓有成效的人，仿效古时对孝顺父母、敬爱兄长积极耕作的人的奖励办法，根据情况授予他们为乡村的首领；无力垦荒的人，贷给他们谷物，秋收后还给官府，遇上旱涝灾就免还；郡县的壮丁，只服三个月的劳役，派他们疏浚河道，清除杂草。而开垦农田则召募专门的人手。神宗全部同意他的意见。当年九月就命令徐贞明担当监察御史兼任垦田使，对阻挠的有关部门弹劾、惩治。
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)去世。
徐贞明才思敏捷，办事干练，颇有治理世务的抱负。京东的水田实为百世的好事，事情刚刚兴起就被虚浮的议论阻挠，舆论的人对此都很惋惜。刚讨论的时候，吴地人伍袁萃对徐贞明说：“可以让百姓跟从，不可以让他们明了。你的话，太说得详尽了。”徐贞明询问原因，伍袁萃讲：“北方人害怕东南地区的漕运负担加派到西北地区，厌烦的话必然会出现。”徐贞明沉默不语。不久王之栋竟然如袁萃预先所说那样进行上奏弹劾。