建文三年4月他被派去营救李景隆，最后成功的救下了他。到了次年正月他又带兵到齐眉山与燕军交战，初战高捷，并把敌方大将给斩杀马下，本来这样下去可以团灭燕军。可是建文帝又听信朝廷文官，认为皇城没有徐祖辉把守很危险，于是下令让他回来，齐眉山没有他的指挥，最终反遭团灭，燕军一路攻破京城。
1402年明成祖朱棣登基之后因徐祖辉誓死不愿意承认其帝位，所以将其抓到牢里，在牢期间朱棣亲自前来规劝他投降，可是吃了一鼻子灰。心狠手辣的朱棣本来想杀了他算了，可是却因为他的两个特殊身份而迟迟没有决定：
第一个身份是自己妻子的弟弟，杀了他皇后肯定跟他一哭二闹三上吊；第二个身份是开国功臣徐达的大儿子，杀了他恐怕其他开国功臣后代会造反。最后无奈之下只好把他放回去软禁起来，并将爵位和俸禄都给去掉掉了。
被软禁之后徐辉祖天天借酒浇愁，最后在永乐五年40岁的时候悲愤而死。看到他死了之后，朱棣假仁假义将他的爵位恢复，并让他的儿子徐钦世袭。每天要对着杀父仇人毕恭毕敬，徐钦当然不乐意了，在永乐十九年辞官被朱棣削为民，一直到了明仁宗登基之后才恢复了爵位。
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