徐海道署又称道台衙门，始建于明洪武十一年（1378），为东察院。明正德六年（1511）改为道署。后圮于黄水。崇祯三年（1630）徐州兵备道唐焕于旧址重建。清乾隆六年（1741）进行过大规模的增修扩建，有大小院落30多个，建筑群坐北向南，三路三进，由大门、仪门、大堂、二堂、后楼组成。光绪十一年，重修。现存清建照壁和二堂。二堂歇山顶，斗拱出跳，龙头彩斗完好。原道台衙门前的“一字型”大照壁长30米，高5.6米，巍峨壮观，为徐州地区第一大照壁，1999年对照壁进行了维修。年徐海道署旧址被批准为江苏省级文物保护单位。道台衙门是明清两代徐州地区及民国时期徐海道的最高行政机关，徐海道为民国置，属江苏省，治铜山县，辖铜山、丰县、沛县、萧县、砀山、邳县、宿迁、睢宁、东海、灌云、沭阳、赣榆十二县。辛亥革命爆发后，清将张勋兵败南京后退守徐州，曾把道台衙门作为自己的“大帅府”。张勋失败后，其驻徐州“辫子军”被收编，直系军阀陈调元、奉系军阀张宗昌和褚玉璞等先后占领徐州，将道台衙门作为办公处。1928年4月，蒋介石和冯玉祥在此处结盟誓师，开始了第二次北伐。抗日战争爆发后，这里是台儿庄大战时第五战区长官司令部，李宗仁在此指挥了著名的台儿庄大战。日伪时期，徐州曾经是伪淮海省的省会，汉奸郝鹏举的省政府就在这里。抗战胜利后，顾祝同率部进驻徐州，在道台衙门设立徐州绥靖公署，徐州绥靖公署曾在道台衙门设立审判战犯军事法庭，共有25名罪大恶极的日本战犯被绳之以法。1948年，这个院子成了国民党徐州“剿总”司令部。新中国成立后，中国人民解放军装甲兵司令部曾驻于此。1952年，毛泽东第一次到徐州视察，曾在这里小歇。
2006年6月5日，徐海道署被公布为第六批江苏省文物保护单位。