徐树铮收复外蒙，赢得了孙中山的激赏。孙中山在给徐的复电中称：“吾国久无班超、傅介子其人，执事于旬日间建此奇功，以方古人，未知孰愈。自前清季世，四裔携贰，几于日蹙国百里。外蒙纠纷，亦既七年，一旦复用，重见五族共和之盛，此宜举国欢欣鼓舞者也。”作为革命者的孙中山，向来与军阀段祺瑞和徐树铮之流汉贼不两立，因此孙中山这通电文，遭到了部下质疑。对此孙解释说：“徐收回蒙古，功实过于傅介子、陈汤，公论自不可没。”
孙中山对徐树铮的盛赞，固然有为其收复国土而欣慰的因素，而另一因素则与当时的国内政局不无关系：在北方，直皖渐成水火，很快便爆发了直皖大战，并以段祺瑞的失败告终;在南方，孙中山受桂系排挤，始终郁郁不得志。孙的一大设想就是联合段祺瑞和张作霖以图崛起——革命家也要审时度势，也要合纵连横。
孙中山对徐树铮的赏识是不言而喻的。直皖大战失败后，徐树铮下野，避居天津。随后，他前往桂林拜会孙中山。孙中山在给蒋介石的信中称“徐君此来，慰我多年渴望”。及至相见，两人惺惺相惜，孙中山甚至不揣冒昧，请求徐树铮留下来做他的参谋长，但徐树铮乃段祺瑞至交，只得婉辞：我在北方帮助孙先生，会比在孙先生身边帮助更大。
孙中山去世后，举国哀悼，挽联无数，而公认写得最好的，则出自徐树铮之手：
百年之政，孰若民先，曷居乎一言而兴，一言而丧;
十稔以还，使无公在，正不知几人称帝，几人称王。