长期从事手外科、显微外科临床工作，能独立完成断肢再植、手指再造、皮瓣移植、组合移植、骨关节移植等显微外科高难度手术，并大量开展了臂丛神经损伤、周围神经损伤、产瘫、手功能重建等手外科常见疾病的诊治。在国际上率先开展了“五块组织瓣联合移植治疗全手脱套伤”的临床研究，大幅改善全手脱套伤患者预后。在国内率先开展了“改良椎体前食管后通路健侧颈7移位手术”，并且在国际上首次进行了报道（2008年），该项术式在国际上处于领先水平；2014年又开展了双套动脉供血尺神经联合前臂内侧皮神经桥接的健侧颈7移位术，该技术于2019年在国际上首次报道，也达到国际领先水平，使得臂丛神经损伤患者的功能恢复得到了进一步提高。于2011年在国内率先开展了腰骶丛神经损伤诊治的临床系列研究，于2016年首创性地开展了腹腔镜下腰骶丛损伤的修复研究，填补了国内外在该领域的空白，2020年首次在国际上报道健侧闭孔神经移位术治疗腰骶丛损伤。    专注于“周围神经损伤修复”、“蛋白质组织学研究”和“神经电生理研究”等方向的科学研究。曾多次主持或参与包括国家重点基础研究项目、国家自然科学基金面上项目、国家卫生计生委行业科研专项项目、上海市卫生局科研基金项目，上海市领先学科项目、上海市科委产学研医项目与生物医药领域科技支撑项目、复旦大学Med-X项目等在内的十余项重大科研项目，累计科研经费超过2000万元。    研究成果获得中华医学科技奖一等奖(2019年) 、上海市科技奖特等奖(2019年) 、国家教育部科技进步二等奖(2013年) 、上海市科学技术进步奖二等奖(2013年) 、上海市医学科技一等奖(2012年) 、国家科技进步三等奖(1999年)等。发表中华级学术论文60余篇，发表SCI论文30余篇（影响因子总计41.119），参编学术专著多本，获得国家发明和实用专利3项。 近五年代表性论著： 1. Gu S, Zhao Q, Yao J, et al. Diagnostic Ability of Ultrasonography in Brachial Plexus Root Injury at Different Stages Post-trauma. Ultrasound in Medicine & Biology. 2022;48(6):1122-1130. doi:10.1016/j.ultrasmedbio.2022.02.013 2. Zhang Y, Kong X, Zhao Q, Liu X, Gu Y, Xu L. Enhanced MR neurography of the lumbosacral plexus with robust vascular suppression and improved delineation of its small branches. European Journal of Radiology. 2020;129. doi:10.1016/j.ejrad.2020.109128 3. Zhou JL, Zhao Q, Zhang YL, et al. A New Triangular Rotation and Advancement Pulp Flap for Lateral Oblique Fingertip Defect. Plast Reconstr Surg Glob Open. 2020;8(8):e3033. doi:10.1097/GOX.0000000000003033 4. Cao Y, Li Y, Zhang Y, et al. Different Surgical Reconstructions for Femoral Nerve Injury: A Clinical Study on 9 Cases. Annals of Plastic Surgery. 2020;84:S171-S177. doi:10.1097/SAP.0000000000002371 5. Cao Y, Li Y, Zhang Y, et al. Contralateral obturator nerve transfer for femoral nerve restoration: a case report. British Journal of Neurosurgery. Published online April 16, 2020:1-5. doi:10.1080/02688697.2020.1749983 6. Ding W, Jiang J, Xu L. Experimental Study of Nerve Transfer to Restore Diaphragm Function. World Neurosurg. Published online January 23, 2020. doi:10.1016/j.wneu.2020.01.025 7. Li S, Cao Y, Zhang Y, Jiang J, Gu Y, Xu L. Contralateral C7 transfer via both ulnar nerve and medial antebrachial cutaneous nerve to repair total brachial plexus avulsion: a preliminary report. Br J Neurosurg. 2019;33(6):648-654. doi:10.1080/02688697.2019.1675866 8. Wen TC, Lall S, Pagnotta C, et al. Plasticity in One Hemisphere, Control From Two: Adaptation in Descending Motor Pathways After Unilateral Corticospinal Injury in Neonatal Rats. Frontiers in Neural Circuits. 2018;12. Accessed February 7, 2022. https://www.frontiersin.org/article/10.3389/fncir.2018.00028 9. Yang C, Xu J, Chen J, et al. Experimental study of brachial plexus and vessel compression: evaluation of combined central and peripheral electrodiagnostic approach. Oncotarget. 2017;8(31):50618-50628. doi:10.18632/oncotarget.16817 10. Lu J, Zhang Y, Jiang J, Xu L, Chim H. Distraction Lengthening Following Vascularized Second Toe Transfer for Isolated  Middle Finger Reconstruction. J Hand Surg Am. 2017;42(1):e33-e39. doi:10.1016/j.jhsa.2016.11.008 11. Gao D, Jiang JJ, Gu SH, Lu JZ, Xu L. Morphological Detection and Functional Assessment of Regenerated Nerve after Neural Prosthesis with a PGLA Nerve Conduit. Sci Rep. 2017;7:46403. doi:10.1038/srep46403 12. Ding W, Jiang J, Xu J, Cao Y, Xu L. MURF contributes to skeletal muscle atrophy through suppressing autophagy. Int J Clin Exp Pathol. 2017;10(11):11075-11079. 专利： (1) 徐雷 ; 张有来; 陈劼; 一种腹腔镜手术用刺激电极, 2019-1-25, 中国, ZL 201920125160.7. 实用新型专利. (2) 徐雷 ；一种3D打印周围神经导管，2016-6-29，中国，ZL201521140198.X. 实用新型专利. (3) 徐雷 ; 一种3D打印周围神经导管及其制备方法, 2016-4-6, 中国, CN20151103132 1.9. 发明专利.