湖南善化(今长沙)人。原名懋恂,一名立华。长沙宁乡师范学校毕业。1906年(光绪三十二年)起,任教长沙周南女子学校,1910年(宣统二年)东渡日本短期考察。1911年武昌起义后,积极参加长沙起义,不久当选湖南临时议会副议长。次年任长沙师范学校校长。1913年后,在湖南第一师范任教,曾兼教育实习主任。1919年参加五四运动,旋赴法国勤工俭学。1924年回国后,创办长沙女子师范学校。1927年春任湖南农民协会教育科长和国民党长沙市党部工农部长,发展工农运动。四一二反革命政变后毅然加入中国共产党,参加八一南昌起义,任革命委员会委员、二十军第三师党代表。1928年至1930年赴莫斯科中山大学学习。1931年任中华苏维埃共和国临时中央政府教育人民委员部副部长。1934年10月参加红军长征,到达陕北后,任陕甘宁边区教育厅长。抗日战争时期,任八路军驻湘办事处代表、中共中央宣传部副部长兼延安自然科学院院长。中共“七大”当选中央委员。建国后,曾任中央人民政府委员、全国人大常委会委员。中共“八大”仍当选中央委员。1968年11月28日在北京逝世。著作编有《徐特立文集》。