1957年8月，徐柏龄第一次执行的是周恩来总理的专机任务。从那时起，在几十年的飞行生涯中，他多次执行过周恩来、邓小平、江泽民、李鹏等国家领导人的专机任务；执行过胡志明、西哈努克、金日成、卡翁达、尼雷尔、谢胡等多位外国元首的专机飞行。

　　令徐柏龄最难忘的一次飞行，是1965年6月驾驶伊尔-18飞机执行周恩来总理访问坦桑尼亚专机任务。首航非洲往返3万公里，沿途地形复杂，天气多变，导航设备简陋，任务艰巨。这是我国第一架由中国人驾驶的远航出访专机，更是我国民航史上首次跨洲际飞行。周总理说：“民航一定要飞出去，飞出去才能打开局面。我带你们去远航。”指示传达到民航局后，徐柏龄等人感受到了国家领导人的信任，一种强烈的责任感和使命感驱使专机组把这种饱满的工作热情投入到专机飞行工作中，认真研究，细致准备、精心操作。

　　这次首航飞行遇到了许多险情，其中一次在苏丹首都喀土穆上空，强烈的热气流使飞机上下颤抖，本段航程驾驶员徐柏龄迅速将油门加大，保持平直飞行，而当飞机对准跑道降落过程中，突遇赤道负荷线—风切变，由逆风转入大顺风，飞机速度加快，颠簸更加强烈，徐柏龄迅速将油门减至最小，这时，坐在飞机客舱里的周总理反复宽慰大家说：我们的飞行员有经验，大家不要紧张。最后飞机终于安全降落。以后的飞行中，专机又碰到了许多复杂的紧急情况，但由于大家在前期的工作中准备充分，圆满完成了一次又一次艰难的专机飞行，为中国民航飞向世界积累了经验，奠定了基础。此后，几代民航人开辟了欧洲、非洲、美洲等国际航线，飞向了世界五大洲。

　　1971年6月27日，周恩来总理在人民大会堂亲自布置下达任务，由中国民航派出徐柏龄任领队的飞行领港组，接美国特使基辛格秘密访华。此次任务高度机密，民航许多领导、领港组家属成员均不知情。徐柏龄接受任务时，感到责任重大，但他对于中央领导高瞻远瞩，驾驭历史风云的胆略和气魄十分敬佩。在中巴两国的密切配合下，领港组赴拉瓦尔品第为基辛格秘密访华领航。美国特使此次访问，恢复了中断20余年的中美两国政府交往，为尼克松总统访华和两国正式建交打下了基础，从而揭开了中美两国关系史册上的重要篇章。

　　1979年1月1日，中美两国正式建立外交关系。1月28日，中华人民共和国国务院副总理邓小平应美利坚合众国总统卡特的邀请踏上了访问美国的历程。这是新中国成立以来，中国领导人第一次访问美国。

　　访美专机经上海，取道安克雷奇，最后抵达华盛顿。由徐柏龄任领队。本次专机从一出发碰到的许多复杂天气，就像中美关系一样风云多变，上海大雾、安克雷奇中雪、华盛顿大风、休斯敦低云阴雨。除天气之外，政治情况也极为复杂，国民党反动派处处制造事端，企图搞爆炸、搞暗杀。所有一切都在考验着专机机组成员，但是在徐柏龄带领下，机组精心准备，凭借过硬的飞行技术，圆满完成了此次飞行任务。这次美利坚之行彻底结束了中美两国长期“冷战”关系的僵持局面，增进了中美双方高层领导人之间的了解和交往，在太平洋上架起一座友谊的金桥，开创了中美两国关系发展的新纪元。