1928年，徐悲鸿担任北平大学艺术学院院长，他认为齐白石的艺术具有独创精神，就打算聘齐白石为教授，想用齐白石的艺术来矫正当时的画风流弊。齐白石开始不答应，因为他自忖虽然也教过画，但是都是传统的师徒传授方式，况且自己只上过半年学，更没进过洋学堂，对到学院教学他一点自信也没有。许多朋友力劝，徐悲鸿再三请求，并且答应齐白石教画可以不用讲，只做示范即可，并且来去都有马车接送，徐悲鸿亲自作陪，这样齐白石才勉强答应。齐白石到了学校以后，其他教员都很尊敬他，还有个外籍教员对齐白石非常钦佩。齐白石教画不喜欢讲，只坐着静静地画，同学们在一旁静观，学生们都能接受齐白石的教学方式，这让齐白石大感欣慰。齐白石对于徐悲鸿的推荐十分感激，作诗“草庐三顾不容辞，何况雕虫老画师”以记其事。
1929年徐悲鸿辞职南返，与齐白石不断有书信诗画往来。行前齐白石问徐悲鸿行踪，徐悲鸿说半个月在上海，半个月在南京，齐白石就画《寻旧图》表达思念之情，在画上题诗曰：“一朝不见令人思，重聚陶然未有期。海上风清明月满，杖篱扶梦访徐熙。”可见二人交情之深。
1932年徐悲鸿为齐白石编选画册并作序，1935年徐悲鸿在艺文中学举办了一个小型画展，齐白石扶病前往参观并留言：“余画友最可钦佩者，唯我悲鸿。”1939年徐悲鸿在桂林写信求齐白石精品，齐白石选珍藏旧作《耄耋图》慷慨相赠。此外，徐悲鸿多次撰文对齐白石的艺术给予极高的评价。1946年，徐悲鸿任北平艺术专科学校校长，又聘齐白石为名誉教授。1949年中央美术学院成立，当时学校有人认为齐白石属于不上课的挂名教授，建议取消其关系，徐悲鸿等校领导认为“现时并无挂名教职员，齐白石、张大千为中国有数之名画家，虽不授课，但可请其来校指导”，因而继续聘齐白石为名誉教授，徐悲鸿每个月都把齐白石的工资亲自送到他手里。每年春节徐悲鸿都早起去给齐白石拜年，齐白石过寿添孙，徐悲鸿都有书画赠送致贺。新中国成立后，齐白石与徐悲鸿都在国家美术机构担任职务，二人共同为新中国美术事业的发展献计献策。
1953年徐悲鸿去世后，徐家人考虑到齐白石与徐悲鸿交情深厚以及齐白石年事高怕受刺激等，因而暂时没有告诉齐白石这个消息。但是，原来徐悲鸿在世时每月必亲自为齐白石送去工资，现在就只好改由其他人去了。徐悲鸿的夫人廖静文去看望齐白石，齐白石问及悲鸿为什么没有来，廖静文就谎称徐悲鸿出国了，就这样维持了一段时间，但时间长了齐白石就不相信了。约过了一年，齐白石雇了一辆三轮车，由他儿子陪同亲自到徐悲鸿家里看望。到了以后，他才发现徐悲鸿的家门口已经挂上了“徐悲鸿纪念馆”的牌子，这时他便明白怎么回事了。齐白石缓缓走进去，因为纪念馆中徐悲鸿的画室、客厅还都保持着原状，齐白石还是坐在原来徐悲鸿在的时候他坐的沙发上，沉默了好久才问徐悲鸿的灵位在哪里。因为齐白石是农村出生的，农户家里死了人都要写个灵位，但是纪念馆没有设，只有一个大照片挂在他们原来住的屋子里。齐白石就叫他的儿子搀着他走到徐悲鸿的屋子里，在徐悲鸿的遗像面前深深鞠躬，说：“悲鸿先生我来看你了，我是齐白石。”然后默哀一阵子，含着眼泪离开了。
齐白石对于徐悲鸿的知遇之恩感戴终生，多次对人说：“生我者父母，知我者徐君也”。