范仲淹的祖先是州（现在的陕西彬县）人，后来全家搬到江南，在吴县（现在的江苏省苏州市）住了下来。范仲淹从小就很有志气。他两岁的时候，父亲去世了，母亲改嫁给了一个姓朱的人，他也就跟着姓了朱。等他懂事以后，知道了自己的身世，便告别了母亲去应天府（现在的河南省商丘市）读书。他读书非常刻苦，每当夜里读书困倦时，就用冷水使自己清醒。
五年后，范仲淹考上了进士，开始当官，后来终于把自己的姓改了回来，仍然姓范。
范仲淹一生做过许多大大小小的官，他为人正直，经常给皇帝提意见。他读的书很多，而且特别喜欢谈论天下的大事，每次他都坚持自己的意见。宋仁宗知道他对国家的忠心，所以范仲淹提出的一些建议他也接受了。
有一年，全国发生了蝗灾和旱灾，特别是江淮和京东一带更为严重，老百姓吃不上饭，生活困难。范仲淹看到这样的情景，心里非常着急。他请求宋仁宗派人到各地去察看灾情，仁宗没有答应。范仲淹对仁宗说：“皇上，如果您在宫里半天不吃饭，能受得了吗？”仁宗这才被说服，他派范仲淹作为使臣，去救济慰问江淮一带受灾的老百姓。范仲淹每到一处都开仓放粮赈济灾民，并取消苛捐杂税。
后来，范仲淹被派到苏州去当官，那里正在发大水，洪水淹没了很多农田。范仲淹一到苏州，就亲自带人观察水情，用疏导的办法把洪水入大海。
宋仁宗看到范仲淹做官不忘老百姓，很是高兴，就把他调回都城，当上了吏部员外郎，兼开封府知府。范仲淹为人坦率，见到不顺眼的事情，就一定要批评，他也因此得罪了不少人。
当时的宰相吕夷简，喜欢安排自己的亲戚朋友做官，所以他身边的人很多在朝廷里做了大官。范仲淹看到这种自私的行为，生气地写了一篇《百官图》批评吕夷简，说他用人不按照次序，完全是为了自己的利益，像他这样的人根本不配做宰相。吕夷简看到后很不高兴。
不久，范仲淹遭到吕夷简的陷害。那是在讨论建都的时候。范仲淹认为洛阳和开封都是非常重要的地方，在天下太平的时候皇帝可以住在开封，打起仗来皇帝就要住在洛阳了，所以他认为应该在洛阳准备好足够用的房子和粮食。
吕夷简借这个机会批评范仲淹浪费摆阔。范仲淹不服气，写了一篇“四论”给皇帝看，又被吕夷简说成是在挑拨君臣之间的关系。仁宗一怒之下，便把范仲淹贬到了饶州（现在的江西波阳）。
1038年，在北宋西北的夏国第三代国王元昊自称为帝，定国号为大夏（历史上称为西夏）。元昊看到北宋对辽国一向是妥协求和，便乘机侵掠北宋的边疆。
元昊在西夏刚刚建立的第三年正月，亲自率领军队进攻延州（现在的陕西省延安市），守卫在那里的北宋将领范雍怯懦无能，看到敌兵杀来，吓得魂不附体，竟去求神问鬼，结果宋军被打得大败。仁宗知道了失败的消息，便把范仲淹调到边关，抵抗西夏的进攻。
已经被贬官一年多的范仲淹接到皇帝的命令以后，一点也没有抱怨，很快赶到了边关。到了延州以后，他检阅州兵，组织了一支一万八千人的军队，分成六个部，每部三千人，严格训练以后轮流出击敌人。
在军队里，范仲淹是非常爱护自己的士兵的。士兵们生活很艰苦，不得不经常去抢老百姓的东西。范仲淹知道以后，就从军费里拨出一笔钱来，每月发给战士们，作为他们的补助费。这样不仅军队里练兵的热情大大提高了，而且当地老百姓的生活也好多了。范仲淹还虚心接受了边关大将种世衡的许多建议，带领老百姓学习射箭，一起开荒种田，修建城寨抗击西夏。
当时在北宋和西夏的边界之间，居住着羌族人，他们曾经投靠过西夏。宋朝的一些将领主张杀死羌族人，而范仲淹和一些人却主张说服羌族人使他们投靠北宋。于是范仲淹冒着生命危险到羌族人住的地方劝说他们的首领，终于说服了他们。羌族人从此真心归顺了北宋。
因为范仲淹是一个爱护士兵和老百姓的将领，所以士兵们都愿意跟着他打仗。战士们英勇战斗，打了好几个大胜仗。那时边关上流传着这样的歌谣：“军中有一韩（指当时另一个著名将领韩琦），西贼闻之心胆寒；军中有一范（仲淹）西贼闻之惊破胆！”
事实上就是这样，西夏人看到北宋的边防非常牢固，士兵很勇猛，自己又被打败了好几次，便不敢轻易进攻，只好向北宋求和。
北宋和西夏开始了和谈，范仲淹也就被调回朝廷。
1043年八月，范仲淹被提拔为参知政事（相当于副宰相）。这时的北宋朝廷已经很腐败了，官员的数目众多，有的官非但不管理政事，而且还贪污钱财，压迫百姓。范仲淹对此十分不满。
九月的某一天，宋仁宗忽然召见范仲淹和另一个大臣富弼，要他们俩写出富国强兵的好计策来。范仲淹愤笔写下十项治国策，主张在官吏管理、加强战备和发展生产等方面进行改革。他的主张被宋仁宗所采纳，因为仁宗这时的年号叫“庆历”，所以历史学家把这次改革叫做“庆历新政”。
在宋仁宗的大力支持下，改革在全国顺利实行着。范仲淹和富弼等人调整官僚机构，对不合适的官员决不手软，一律撤职；同时又规划农业生产，提倡廉洁节省，反对浪费贪污的歪风。每天他都很忙，就是到了躺在床上准备睡觉的时候，他也要回想一下白天所做的事情，看看是不是对得起自己所领的俸禄。如果他觉得对得起的话，他就安心地睡着了；如果他觉得自己对不起所领的俸禄，就会十分不安，彻夜难眠，第二天就要尽量多做事，争取称职。
范仲淹以身作则，带动了一批官员，朝廷上下出现了一派欣欣向荣的好气象。但是好景不长，一些阴险的皇亲国戚和大官僚们受到范仲淹的打击，怀恨在心，对范仲淹和富弼极力攻击、诬陷。他们不断地向宋仁宗告状，使宋仁宗不得不把范仲淹派到边防去了。范仲淹走后不久，新政也遭到了破坏，不到一年时间，庆历新政就被迫停止了。