★以一介书生而威镇西夏
因宋王朝重文轻武的传统，范仲淹是通过科举考试出身的文职官员，才得以担任镇守西北的军事职务。但文官的出身并不影响范仲淹的武略。事实证明，范仲淹和宋王朝其他统军文官并不相同。
宋仁宗宝元元年（公元1038年），元昊正式称帝，建国号大夏，公开撕毁了同宋朝订立的和约。紧接着，元昊又于次年正月上表宋朝，要求宋朝正式承认大夏，企图以此刺激宋王朝统治者，逼使宋朝作出反应。宋朝廷忍受不了这一刺激，于宝元2年6月下诏削除元昊的赐姓和官爵，停止同西夏的边境互市，并在边境发布文告，宣布谁能捕杀元昊，即接其定难军节度使。元昊乘机把宋朝授予的旌节和封号敕诰退还宋朝，公开同宋朝决裂。同年11月，元昊率兵进犯宋朝的保安军（今陕西志丹），宋与西夏的战事正式爆发。
当时，范仲淹在越州知州任上，宋仁宗召其为天章阁待制、知永兴军（陕西西安），不久改任陕西都转运使。
适值吕夷简自大名（今河北大名南）复入相。在宋仁宗的宣谕下，吕夷简与范仲淹重归于好，共同商议抗击西夏事宜。在吕夷简的推荐下，宋仁宗命范仲淹为龙图阁直学士。
在宋与西夏交兵之初，由于宋朝长期以来推行“守内虚外”的腐朽政策，武备失修，军政腐败，将官怯懦寡谋，不识干戈，兵骄不知战阵，兵器也朽腐不堪，致使宋兵一败涂地，特别是负责指挥对西夏防御战事的范雍等文官既不懂军事又缺乏谋略，加之朝廷派去担任监军职事的宦官又对军事行动横加干预，在宋仁宗康定元年（公元1040年）正月的三川口（今陕西延安西）战役中，因延州（今陕西延安）主帅范雍指挥失策，宋军大将刘平、石元孙被俘，万余宋军损失殆尽，延州城几乎被西夏军队攻破。
三川口战役的惨败使宋朝大为震恐，急忙征调军马粮草入陕增援，并撤换主帅，以夏竦为陕西经略安抚使，韩琦、范仲淹为陕西经略安抚副使，一同入陕主持军事。面对延州屡遭敌犯的情形，范仲淹主动请缨，要求驻守延州，获得朝廷的恩准。范仲淹以龙图阁直学士、陕西经略安抚副使的身份兼任延州知州。
按照宋朝的规定：守边之兵由将官分领，总管领兵万人，钤辖领兵5000人，都监领兵3000人，作战之时，则由官位卑微的将官首先出击。结果，常常被敌人打得大败。范仲淹说：“将不择人，以官职大小为先后，此取败之道也。”他针对军中论资排辈的弊端，首先进行改革。
范仲淹将延州18000人分为六队，每队3000人，由六个将官率领，加强训练。作战之时，不按以往的做法出击，而是根据来敌的数量强弱分布军事力量，共同御敌，经过范仲淹的整顿，延州一线战事开始有了转机，士气也逐渐振奋起来。当时，由于西夏的不断进攻，延州周围许多用于防御的堡寨已经废弃，范仲淹为了增强防御能力，根据地形增筑了一系列新的堡寨，并对已废弃的堡寨根据需要进行恢复，使各堡寨之间相互应援，这样一来，范仲淹主持的延州一线防务日趋稳固。
范仲淹在延州主持军事时，还非常注意选拔将材。行伍出身的狄青作战非常勇敢，临阵之时常常披头散发，头戴铜面具，在敌阵中杀进杀出，所向披靡。范仲淹对狄青非常赏识，不仅给予优厚的待遇，还授予他《左氏春秋》，并对狄青说：“将不知古今，匹夫之勇而已。”狄青在范仲淹的教导之下，努力读书，精通秦汉以后诸将帅的兵法，成了一名智勇双全的将领，为大宋王朝立下赫赫战功，后来官至枢密使。
为了减轻关中老百姓运输军粮之苦，范仲淹上奏朝廷，建议关中租税直接交予军中，免去长途运输的环节。宋仁宗接受了范仲淹的建议，并命名挪城县为康定县。
在对西夏用兵的策略上，范仲淹与韩琦有不同的主张。韩琦主张舍兵出击，以攻为主；范仲淹则主张重防御，以守为主。但韩琦是当时有名的军事统帅，名气远比范仲淹大，朝廷往往采纳韩琦的建议，结果总是招致败绩。宋仁宗康定元年（公元1040年），在韩琦的建议下，宋仁宗下诏准备大军讨伐西夏。到了宋仁宗庆历元年（公元1041年）春天，仁宗下令大军进发，讨伐西夏。范仲淹上奏说：“正月内起兵，军粮马匹，动逾万计，入险阻之地，遇上塞外雨雪大寒，则士卒马匹必然暴露僵仆，使贼有机可乘，所伤必众。请等春暖之时出师，那时贼马瘦人饥，其势易制，又可扰乱其耕种之事，绝无大获，亦不至于有他虞哉！”对于范仲淹所言，宋仁宗全部采纳，令夏竦、韩琦、范仲淹伺机出兵。范仲淹为了孤立元昊，不断地招纳周围的少数民族，使其为宋所用，他将自己的想法上奏朝廷说：“前陛下下敕令臣招纳蕃族首领，臣迹遣人探问其情，蕃族有通朝廷之意。为了使其不至于僭号而又能修时贡之礼，乘讨伐未行之机，容臣示之以恩义，岁时之间，或可招纳。不然，臣恐隔绝情意，偃兵无期。若用臣策，岁月无效，然后徐图举兵，先取绥、宥，据其要害，屯兵营田，为持久之计。如此，则茶山、横山一带番、汉人民，惧大宋兵威，可以招降，即使有窜奔者，亦是去西夏一臂，拓疆御寇，则无轻举之失也。”仁宗下诏悉听范仲淹所奏。
范仲淹前后六次上奏，请求朝廷缓兵而行，但求胜心切的宋仁宗终于在庆历元年2月下令讨伐西夏，但范仲淹始终坚持不可轻易出兵。当时，范仲淹的老友尹洙任秦州通判兼经略判官，他来到范仲淹处，对范仲淹说：“公于战事不及韩公也，韩公云：‘用兵当置胜负于度外也。’今公区区谨慎，此所以不及韩公也。”
范仲淹说：“大军一动，万命所悬，置之度外，仲淹未见其可。”二人意见不合，尹洙负气而返。
韩琦当时已派大将任福率18000人深入西夏境内，企图截断进攻渭州（今甘肃平凉）的西夏兵的退路。任福率军抵达好水川（今宁夏隆德县东）时，中了元昊的埋伏，大将任福、桑怪等人战死，宋军大败，死亡达一万余人，陕西为之震动。
范仲淹听说之后，叹息道：“当是时岂可置胜负于度外也！”范仲淹任环庆路主帅期间，环庆路诸羌有酋长600余人，在元昊僭号之初，他们都归顺元昊，成了西夏进攻宋朝的向导。范仲淹为了招纳他们，以诏书犒赏诸羌酋长，阅其人马，与之相约道：“若仇家之已了断，还要报仇乃至伤人者，罚羊一百只、马二匹；因报私仇而杀人者，斩无赦。负债争讼，应当告官处理，动辄因此而绑缚他人者罚羊五十只、马一匹。贼马入界，追集不赴随本族者，每户罚羊二只，且质其首领。贼大入，老幼入保本寨，官给食物；不入寨者，本家罚羊二只；全族不至者，质其首领。”诸羌皆受命，从此他们为大宋所用，使元昊失去了入侵时的向导。宋仁宗庆历二年（公元1042年）闰九月，元昊大举进攻泾原路所属的镇戍军（今宁夏固原），王沿派大将葛怀敏率兵御敌，在定川（今甘肃平凉市北）遭元昊包围，葛怀敏及将多人战死，9000多名宋军及600匹战马皆被俘虏。元昊乘胜长驱直入，攻入渭州，大肆抢掠，并且发布文告扬言要亲临渭水，直据长安。关中为之震恐，民多窜入山谷之间。定川战事初起之时，宋仁宗按地图对左右大臣说：“若仲淹出援，朕无忧矣。”后来，范仲淹果然率众6000，自庆州增援定州，元昊才撤退回去。奏至京师，仁宗大喜道：“朕固知仲淹可用也。”下诏进范仲淹为枢密直学士、右谏议大夫。
定川战役之后，泾原遭受重创。仁宗想派范仲淹前去治理。范仲淹上奏说：“泾原地位重要，恐怕我不足以独自承担镇守的责任。希望与韩琦共同经营泾原，一起驻防泾州。韩琦兼领秦凤，我兼领环庆。如果泾原有警，我与韩琦调集秦凤、环庆的军队成犄角进发；如果秦凤或环庆有警，我们也可以率领泾原的军队增援。希望令庞籍兼领环庆，以形成首尾相接之势。我当与韩琦练兵选将，逐渐收复横山以斩断敌人的臂膀。不用几年时间，就有希望平定西夏。”
同年11月，朝廷设置陕西四路安抚使、经略使、招讨使，由范仲淹、韩琦、庞籍分别担任。四路使司统一节制各路将帅，拥有在紧急情况下先行后奏的权力。范仲淹与韩琦并驻泾州，指挥全局。
当时从内地调到陕西前线的禁军（北宋的正规军）缺乏战斗力，而且带来军费不足、补给困难等问题。在经过细心考察和反复权衡后，范仲淹提出大规模征用士兵（陕西当地的乡兵）代替禁军戍边的建议。士兵生长于边塞，熟悉地形，长于骑射，有为保卫家乡英勇杀敌的决心和能力。经范仲淹奏请，大批士兵转为正规军，在抗击西夏的战争中立下大功。范仲淹还大力整顿军队，裁汰老弱病残和怯懦的官兵，对强壮勇敢的士兵加强训练。
范仲淹治军严谨，赏罚分明。朝廷赏赐给范仲淹的钱物，他经常转赠有功的将士。平时，他还能与士兵同甘共苦，“士未饮而不敢言渴，士未食而不敢言饥。”因此，范仲淹在军中享有崇高的威望，将士愿意在他的指挥下拼死杀敌。
西夏在屡次兴兵后元气大伤，面对范仲淹这样杰出的军事统帅，元昊一筹莫展。庆历3年初，西夏请求停战并与宋朝进行和谈。次年，宋、夏达成和议。
★中途夭折的“庆历新政。”
范仲淹所处的时期是北宋王朝由盛转衰的年代，在对西夏的战争中，宋朝的各种弊政暴露无遗，连一向昏庸的宋仁宗也不能不对时局感到忧虑。范仲淹敏锐地洞悉北宋社会内部潜伏的严重危机，并力图革除弊政，为拯救日益贫弱的宋王朝而努力。
宋朝建国之后，改革了五代的武人专权而横行不法等种种社会弊端，基本统一了全国，以文治国，走上了稳定发展的轨道。然而，一些积弊仍沿续下来，而宋初的一些政策，又矫枉过正，从而使宋朝出现了不少新的弊病。这些弊病，到宋朝立国80年后的庆历年间，因为对西夏的战争连年不息，使阶级矛盾激化，发展成严重的社会经济危机。这些弊病主要表现在冗官成灾而因循守旧，冗兵日多而战斗力不强，冗费日增而财力空虚。庆历年间，农民和士兵起义此起彼伏，日甚一日。在庆历三年的一年之内，就爆发了王伦、张海以及湖南瑶汉人民起义。党项族建立的西夏，与宋朝接连四年兵戎相见，以宋朝屡战屡败而告终。北方的辽国则乘宋之危，要求宋朝增加对辽输送澶渊之盟时规定的岁币。面对如此严峻的时局，内外交困的处境，国家社会“纲纪制度，日削月侵，官壅于下，民困于外”，严重不景气，范仲淹等忧国忧民有识之士，大声疾呼革除积弊，振兴宋朝。宋仁宗焦头烂额，走投无路，急于消除内忧外患，以延续赵宋统治，起用范仲淹、富弼、韩琦、欧阳修等力主革新图强的士大夫，主持朝政。范仲淹等对朝政的各方面，进行大规模的改革。由于改革出现在庆历3年至5年，历史上称之为“庆历新政”。
庆历新政前，范仲淹多次上书，要求改革，提出“固邦本，厚民力，更名器，备戎狄，杜奸雄，明国听”等改革设想。庆历3年8月，范仲淹被任命为参知政事（副宰相），着手改革。
庆历3年9月，在宋仁宗急于消除内忧外患的逼促下，范仲淹、富弼向宋仁宗《上十事疏》，庆历新政正式开始实施。《上十事疏》是范仲淹等的改革纲领和方案。新政的实施，依《上十事疏》为蓝图，《上十事疏》及新政改革的主要内容有：
一、“明黜陟”、“抑侥幸”、“精贡举”、“择长官”。这是庆历新政的重点，也是新政推行的政治体制改革。目的在于整顿和精简官僚机构，精减官吏，革除冗官成灾的积弊，改革官吏任免制度，提高官僚素质，改变因循苟且、无所作为的恶劣风气，使国家机器能够正常运转，生气勃勃。新政前的旧制规定，不管官僚的政绩如何，照常是三年一迁，五年一升。这种摧残人才、鼓励当一天和尚撞一天钟的规定，造成“人人因循”而死气沉沉。范仲淹提出改革方案，核心是考核升降官僚，主要应看政绩，看其成效。如果官吏无所事事，一事无成，不但不应升官，而且应当罢职。他坚决主张并且在新政中部分地执行了对“年老、病患、赃污、不材四色之人”，“并行澄汰”，即坚决不能让年老不能办事者，有病在家休养者，贪官污吏以及毫无才能者，在官僚队伍中滥竽充数。在审查任免地方官吏时，范仲淹“视不才者一笔勾之”。富弼说：“你一笔勾掉了人家的官职，很容易，却不想一想，这些官僚的一家人都要哭啊。”范仲淹说：“不让这班人做官，仅仅是一家人哭。如果让他们去当官，则一路（相当于一省）人都要哭。与其让一路人哭，不如让一家人哭。”
恩荫制度是造成宋代冗官泛滥，官僚素质下降的重要原因。所谓恩荫，就是贵族官僚的子弟，可以通过其父兄的特殊地位，得以当官。范仲淹主张限制这种赐官制度，以免“权势子弟，长期占据”京官等官职混日子，范仲淹还提出，在考试取士时，重点应考考生的实际能力，考经世治国的才能，而不应把重点放在诗赋上，只有这样，方能考出实际水平，以“求有才有识者”，充实到官僚队伍中去。宋仁宗很快地批准了上述改革方案，并迅速诏令天下，组织实施。庆历3年10月颁布了新的考课法，11月颁布了新的恩荫制，第二年3月，公布了新科举制。新制颁布后，收到了一定成效。有作为的官僚得到重用，无所作为的官僚被罢黜，既煞住了无限扩张的“任于之恩”，又选拔了经世之才充实官吏队伍。
二、“均公田”、“厚农桑”、“减徭役”。这实际上是经济方面的改革。公田（职田）是贵族官僚的一项特权，其剥削所得，无偿地作为俸禄的一部分。公田既强迫农人耕种，控制和分配权又掌握在大官僚手中，出现了严重的分配不公。范仲淹提出限制公田数额，明确规定各级官吏的公田多少。做到“人有定制，土有定限”，北宋的农民，赋税负担越来越重，使农业生产难以为继。范仲淹提出解决“贫弱之民，困于赋敛”的办法，以及兴修水利，“养民、务农”等措施，以振兴农业。北宋的徭役（劳役）繁重，使地主和农民深受其害。范仲淹主张减轻地主和农民的劳役负担，提出合并州县，撤销部分县、镇级建制，使裁减下来的役人“各放归农”，回到农业生产上去，做到“但少徭役，人自耕种”。这三方面的改革措施，被宋仁宗接受，于庆历3年11月及次年5月颁布实施。
三、“修武备”。这是加强战备，主要是加强京师防备的建议。范仲淹提出先在京师招募50000士兵，“使三时务农，大省给赡之费，一时教战，自可防御外患”，既省养兵之费，又使百姓能成为战士。范仲淹建议在京师示范后，再推广到全国。这一主张，显然带有寓兵于农、兵农合一的倾向。
四、“贾恩信”、“重命令”。这是为了纠正有令不行、有禁不止的坏作风。范仲淹强调，以前国家的政策法令，尤其是“宽赋敛、减徭役”等有利于百姓的法令，各式各级官吏实际上并没有执行。今后，如果州县官吏阳奉阴违，不执行国家的政策法令，“尽成空言”，必须追究责任，直到罢官判刑。如果官吏无视法律，执法犯法或“受财枉法”，必须从严处分。
欧阳修、蔡襄、余靖等谏官，极力支持新政。欧阳修甚至向宋仁宗发出警告：“革新朝政，不能有任何动摇，必须全力依靠和支持范仲淹、富弼，倘若轻信由于新政而使‘小人怨怒’的话，‘则事不成矣’。”后来的事实证明，欧阳修的警告，成了准确的预言。
由于庆历新政触动了权贵们的既得利益，因循守旧之辈对新政不遗余力地加以反对和破坏。章得象、吕夷简等顽固之士，以莫须有的“朋党”等种种罪名，强加在范仲淹等身上。宋仁宗本来就不想改革，而是迫于内外交困的时势。时势有所松动和好转，便放弃原来急切地“必以太平责之”的主张，对范仲淹等“任之而不能终”。庆历4年6月，范仲淹被任命为陕西、河东宣抚使，离京赴陕西。8月，富弼被任命为河北宣抚使，也离开朝廷。之后，欧阳修、韩琦相继离京。庆历5年正月，范仲淹被罢参知政事，富弼被罢枢密副使。范仲淹等力主革新者被“一网打尽”。2月，新法多被废止，庆历新政夭折。