徐海洋1992年出生于江苏省沭阳县。2010年进入沭阳正德中学学习，后凭借过人的短跑天分，成为该校的体育特长生。2011年6月开始，徐海洋在顾志强老师的指导下进行短跑训练，成绩获得了大幅度提升，在当年11月进行的江苏省第九届中学生田径锦标赛中，徐海洋在男子100米短跑项目中跑出10秒80的成绩达标国家一级运动员，并荣获该项目冠军。

2012年，徐海洋被南京航空航天大学提前录取。进入大学后，徐海洋加入了学校田径队，先后代表学校参加多项赛事，获得2014年江苏省大学生田径锦标赛男子100米冠军、2014年全国大学生田径锦标赛男子100米亚军、2015年全国大学生田径锦标赛男子100米冠军等佳绩。

2017年2月23日，在2017年全国室内田径锦标赛第二站南京站比赛中，跑出6秒65的成绩获得第二名。2月27日，2017年全国室内田径锦标赛第三站比赛在南京继续进行，男子60米，江苏队徐海洋预赛跑出6秒64名列第一；4月30日晚，亚洲田径大奖赛在台北结束了第三站（最终站）赛事，代表中国队出战的徐海洋以10秒35的成绩获得男子100米冠军；5月9日，全国田径大奖赛第三站在山西太原揭幕。在男子100米决赛中，徐海洋以成绩10秒30秒获得亚军。6月25日，2017年全国田径冠军赛暨大奖赛总决赛在贵阳奥体中心举行。晚上的男子100米决赛，江苏的徐海洋以10秒33获得季军。7月7日，2017年亚洲田径锦标赛男子100米决赛，徐海洋以10秒45排名第六。7月9日，2017年亚洲田径锦标赛男子4×100米接力，中国队（汤星强、梁劲生、别舸、徐海洋）以39秒371的成绩夺冠。9月3日晚，以10秒28拿到2017天津全运会男子100米季军。