Từ Thọ khi còn trẻ chăm học và chịu khó, rất có hứng thú về hình học, lực học, khoáng sản, máy hơi nước, y học, quang học và điện học.

Năm 1861, đại thần nhà Thanh Tăng Quốc Phiên để cử với triều đình cho Từ Thọ sáng lập thực nghiệp, được nhà Thanh trọng dụng.

Tại An Khánh, Từ Thọ tiếp nhận công việc đầu tiên là đóng tàu thủy. Tham gia thiết kế và đóng tàu còn có Hoa Hằng Phương và con của Từ Thọ là Từ Kiến Dần. Hoa Hằng Phương đã giúp Từ Thọ rất nhiều về vẽ hình mẫu, tính toán và sắp đặt động lực.

Năm 1865, Từ Thọ qua nhiều lần nghiên cứu và cải tiến, cuối cùng đã hoàn thành tàu thủy gỗ đầu tiên mang tên "Hoàng Hộc". Chiếc tàu này xuôi dòng trong 8 tiếng đồng hồ đi được 225 dặm, ngược dòng trong 14 tiếng đồng hồ đi được 255 dặm. Tất cả công cụ và thiết bị của chiếc tàu này đều là tự chế tạo mà không có người nước ngoài chỉ đạo, chiếc tàu này là chiếc tàu chủy động cơ hơi nước đầu tiên trong lịch sử đóng tàu của Trung Quốc.

Tại Thượng Hải, hai cha con Từ Thọ làm công tác đóng tàu nhiều năm, đặt nền móng công nghệ cho ngành công nghiệp đóng tàu Trung Quốc. Năm 1868, Cục chế tạo Giang Nam thành lập Phòng phiên dịch, hai cha con Từ Thọ đều tham gia công tác phiên dịch. Lúc đó nhiệm vụ cấp bách nhất của Cục chế tạo là phiên dịch thư tịch khoa học công nghệ phương tây.

Từ Thọ là người đầu tiên giới thiệu hệ thống hoá học cận đại phương tây với Trung Quốc, ông và Fryer cùng phiên dịch những sách như "Hoá học thiêm nguyên", "Hoá học khảo chất", "Hoá học cầu số", v.v đã đặt nền móng cho hoá học cận đại phương tây truyền bá tại Trung Quốc. Ông phiên dịch 24 nguyên tố hoá học như: Ba-ri, Bimut, Brôm, lốt, I-ri-đi, Li-ti, Ma-giê, Man-gan, Môlypđen, Pa-la-đi, Pla-tin, Sê-len, v.v đã trở thành tên dịch tiêu chuẩn và được sử dụng đến nay.

Thư viện Cách Trí thành lập vào năm 1874, là nơi đào tạo nhân tài khoa học công nghệ đầu tiên của Trung Quốc. Từ Thọ đã soạn thảo chương trình của Thư viện Cách Trí, và đích thân làm bản vẽ thiết kế, chỉ đạo khởi công xây dựng. Thư viện Cách Trí năm 1879 bắt đầu tuyển sinh, Thư viện do Từ Thọ chủ trì và định kỳ giảng dạy các môn khoa học công nghệ, còn tổ chức báo cáo chuyên đề định kỳ. Trong khi giảng dạy, ông còn phối hợp với làm thí nghiệm, thu được hiệu quả tốt. Phương pháp và phong cách giảng dạy này đã làm cho Thư viện Cách Trí hình thành bầu không khí coi trọng thí nghiệm.

Năm 1877, Tư Thọ và Fryer hợp tác xuất bản "Cách trí hội biên", đây là tập san khoa học công nghệ đầu tiên do Trung Quốc xuất bản. Từ Thọ không những chủ trì công tác biên tập, mà còn tích cực viết bài. Trong "Cách trí hội biên" đã giới thiệu nhiều kiến thức khoa học công nghệ phương Tây, có tác dụng nhất định đối với việc du nhập và phát triển của khoa học công nghệ cận đại Trung Quốc.