中进士改回范姓
范仲淹到应天府书院的第二年，曾由应天府荐名礼部参加省试，但没考上，仍回书院苦读。
考试分两阶段，由州县将所考察保送的考生，送到本府考试，在秋季前先考选一次，叫做秋试。考试及格的再送礼部考选，叫做省试。到礼部应试的考生叫贡士或举人，省试及格的就称为进士。对礼部所考选的进士，还要进行一次淘汰，名次与原来礼部所选的也不一定相同，是由天子另派大臣或亲自在殿廷主持复试，称为殿试。
1015年3月，27岁的范仲淹，连续通过了省试和殿试，登上了进士科。范仲淹在中第后，作了一首诗：
长白一寒儒，名登二纪余。
百花春满路，三月雨随车。
鼓吹迎前道，烟霞指旧庐。
乡人莫相羡，教子读诗书。
这次考取进士的人，没有先前已经成名的人，全部都是寒儒俊才。
在这次殿试中，已经开始暴露出一个地域之争的问题。按惯例，殿试完毕后，皇帝要召见录取考生中的前几名，再次考察他们的才智，然后决定出殿试状元。
当时蒙获召见的有（山东）胶水人蔡齐和（江西）新喻人萧贯。蔡齐外貌俊秀，文质彬彬且举止庄重，宋真宗对他很中意，想封他为殿试状元。这时，站在一旁的宰相寇准说：“南方下国人，不宜冠多士”。宋真宗立刻决定举蔡齐为状元，而且很高兴得到了这样的人才。
寇准是下邦人（陕西渭南县东北），为人忠直。宋太宗时曾经在殿中奏事，因言语激烈把太宗气得拂袖而去，他情急之下，竟上前拉太宗的衣服，请太宗坐回去，等事情决定后才肯退下。太宗不但未加责怪，反而嘉奖他，将他比为唐太宗御前的魏征。宋真宗时，辽人入侵，身为宰相的寇准力主天子亲征，才使得辽退兵。他有才干，敢担当，但颇为自负，尤其厌恶“南人轻巧”。这次，他又借机打击南方人。出殿后，还对人说：“又为中原夺得一个状元。”
唐中叶以前，中国经济文化的重心在北方。安史之乱后，经济文化重心才渐移到南方。范仲淹所处的时代，正是中国的政治重心由北向南的过渡前期。南方士人在经济上占有优势之后，开始在政治上力求表现，想要从基层爬到决策层，他们代表的是一种改革的动力。
宋朝的考试制度和唐朝有很大的区别，唐朝的科举考试是属资格考试，礼部考试及第后，还要经吏部考试及格才能授以官职。宋朝则由资格考试变为任用考试，考中进士后马上就可获派官职。
不久，范仲淹被任命为广德军司理参事。广德军就是现在的安徽省广德县，军与州的大小同等。这个地方距江苏、浙江交界处不远，正好与范仲淹的老家吴县之间隔着太湖。司理参事是掌管讼狱、审理案件的职位，从九品。这一类的职务一般都是入官之初担任的。范仲淹获得派职后，很快就从朱家把母亲接来，但他并没有忘记朱家的养育之恩。他考进士时是以朱说的名字上榜的，将荣誉留给朱家，也算是对朱家二十多年来的养育教诲之恩有所报答。在改回范姓后，他与朱家仍情义甚笃，处处照顾朱家。随着他地位的逐步高升，反而更加用力回报朱家的恩德。
范仲淹处理事务极为认真，绝不徇私枉法。他敢于直言，一心一意为百姓办事。几乎每天都捧着刑狱案卷，与直属上司争论案件中不合理的地方。许多次上司被他气得拂袖而去，还时常拿职位来压制他，可他从不退缩，坚决据理力争。因此许多冤案得以平反昭雪，他们对范仲淹都感恩戴德。
范仲淹还有一个习惯，每次与太守争辩后，回家必把两人辩论的内容记在屏风上。到他去其他地方任职时，屏风已被写得满满的，没有丝毫空隙了。
范仲淹还非常重视教育的发展。在广德任职期间，他发现凡是没有学校的地方，百姓们都懵懂无知，没有人主动读书，也不知道何谓学问。于是他请来三位老师，开设了一个规模不大的学堂，在当地大力提倡教育，鼓励年轻人前来读书。在范仲淹的努力下，读书的人越来越多，以后有不少人都取得了功名。南宋时，一个叫洪兴祖的人到此任官后，特地把范仲淹的画像恭恭敬敬地安置在学堂，要地方上的学子们，世世代代以他为先师，以感激他的恩德。
1017年，范仲淹迁文林郎，任集庆军节度推官，年29岁。文林郎是他的官阶，是文官的最低阶之一。集庆军就是亳州，在应天府南方大约70公里处。当年宋真宗驾幸应天府之前，曾先到亳州谒太清官，并在那儿下令升亳州为集庆军节度。推官掌刑事判牍，从八品。
范仲淹终于决定向母亲表露从他得知自己是范氏子孙后的心愿——恢复范姓。在获得母亲的同意后，他上表请求更改姓名。在所上的表中，他引用春秋时代范蠡改名为陶朱公和战国时代范睢因相秦而改名为张禄的典故，说明自己因母亲改嫁而易姓朱之事。他写道：“志在投秦，入境遂称于张禄；名非伯越，乘舟偶效于陶朱。”从这时起，他正式恢复了范姓，改名仲淹，字希文。
泰州的“范公堤”
范仲淹从27岁开始任官职到37岁的十年间，职位并没有多大提升，都是级别比较低的官位。宋朝这个时候的官职很混乱。按照正常制度，寄禄官有寄禄官的官名，职事官有职事官的官名，都有特定的名称，并不混乱使用。寄禄官是指阶官，即表明其身份等级的官阶，按资历序迁；而职事官则是指其实际的职务。如唐朝的正一品官叫做开府仪同三司，二品叫做特进光禄大夫等。由于五代十国的长期混乱，职务时常都是临时差遣，也没有正式的任命文书。宋初时，并没有把这种混乱的现象加以整顿，出现原有的寄禄官名几乎等于被职事官名所取代，但原有的阶官又仍保存。使用的官名一方面可用来表示官阶，一方面又用来表示其职务，官阶与职务混淆不清。比如一个吏部郎中，不一定在吏部任职，他可能实际去担任开封府的首长。他的官衔变成“吏部郎中知开封”，吏部郎中是“官”，知开封府是“职”，官与职分家，官是虚名，职才是实际的官。
范仲淹31岁时迁隶于秘书省校书郎；33岁时，他的职务改为监泰州海陆西溪镇盐仓。这时他的全衔是“文林郎试秘书省校书郎，权集庆军节度推官，监泰州西溪镇盐仓”。“文林郎”是旧有的寄禄官名，“试”是尚未正式任命的意思，“权”是兼任。最后这个“监”，是派往监察的意思，这个差遣才是他真正的职务。“监”还有一个意思是在矿区和盐区设置的特别行政区域，有的与县的范围相同，有的则小一些。泰州在今江苏泰县，海陵西溪镇是盐区，海陵则是泰县县政府所在地。
1022年2月，宋真宗驾崩。1023年宋仁宗赵祯即位，年仅13岁。遗诏由皇太后垂帘权同听政，处分军国大事。
张知白被任命为枢密副使。宋初的政治制度，是以分散大臣权力为主要原则，宰相只管政治，军事则由枢密院主管。宋初虽沿唐制，也有尚书、中书、门下三省组织。但中书省独为宰相机关，宰相不只一人，官衔加“同平章事”的皆为宰相，加“参知政事”的为副宰相。管军事的枢密院，主官是枢密使，次官是枢密副使。中书省与枢密院分主政治、军事，号称“二府”，而二府的主次官，包含同平章事、参知政事、枢密使、枢密副使，统名为执政官。张知白三年后被升为宰相，他为人很注重言行举止，从不为一己私欲而做出有害于国家的事情。官至宰相后他从不铺张浪费，仍然过着清贫的生活。
范仲淹闻知张知白的声誉，给他写了一封书信。范仲淹在上书中自称粗闻圣人之道，“知忠孝可以奉上，仁义可以施下，功名可存于不朽，文章可贻于无穷”，并表示自己“慨然有益天下之心，垂千古之志”。他向张知白自荐，说自己对于“稼穑之难”、“狱讼之情”、“政教之繁简”、“货殖之利病”各个方面，“虽不能辨，亦尝有闻焉”。恳请投入张知白门下，以望获得机会受教，然后使“天下之道，可得而明”。他还提到了对现有职位的不满，现在派他到海边偏僻的地方，为国家监管盐仓。管松了，无人惧怕法令；管严了，又会变成害民、与民争利，整天与民斤斤计较。他处在“穷荒绝岛”，已经是人不堪其忧，还谈什么“言天下之道”呢。但是，张知白并没有对他的上书作出任何反应。
在范仲淹给张知白的上书中，可知他对任泰州西溪镇盐仓监察这个职务很不满意。当时这个地方十分荒凉，只是偶尔可见几株牡丹。时而的风浪呼啸声和野鹤的长唳声，使范仲淹更觉心中惆怅。他只是负责监督淮盐贮运转销的事宜，属于闲差，便作诗自我解嘲：“卑牺曾未托椅梧，敢议雄心万里途！蒙叟自当齐黑白，于牟何必怨江湖，一醉一吟疏懒甚，溪人能信解嘲无？……”
范仲淹很快发现，这里并不像当初想象的无事可做，反而要做的事情非常多。最重要的一件事是唐代曾修筑的一条捍海堤堰，年久失修，已经坍圮不堪，现在百姓几乎年年遭受海潮祸患。每年秋天，海潮泛滥时，一刮大风，潮水便怒吼着扑向海滩，冲毁盐田盐灶、庄稼农舍，甚至使百姓丧生。潮水过后，粮田碱化，米豆无收，成千上万的百姓流离失所。为此，他上书给江淮漕运张纶，痛陈海堤利害，建议在通州、泰州、楚州、海州（连云港至长江口北岸）沿海，重修一道坚固的捍海堤堰。
张纶非常赞同范仲淹的提议，并奏准朝廷，调范仲淹做兴化县令（江苏兴化），全面负责治堰。1023年，范仲淹任兴化县令（正八品），总掌捍海堤工程。他立即从各处招来数万名劳工修筑堤堰。范仲淹以身作则，日夜和劳工们一起奋战在修筑工地，不管严冬还是酷暑从不退缩。他还非常关心劳工们的生活，和他们吃住在一起。天有不测风云，这年秋末的时节，先是遭遇了寒流冰雹，接着又来了一场特大海潮。数万民工在百里大堤上无处可躲，许多民工四处奔逃，大部分官员都惊慌失措，不知如何是好。这时，协助指挥的滕子京却临危不惧，神色镇定，迅速稳定了局面。范仲淹对他十分赞赏，后来还和他结为莫逆之交。
这场海潮使数百劳工丧生，也冲毁了部分工程。原来就不同意修筑堤堰的人就主张停工。这事情报到京师后，朝廷立即派人下来调查，幸得张纶从中解释情况，但是否继续修筑堤堰朝廷仍举棋不定。宋仁宗又诏令淮南转运使胡令仪实地察访。胡令仪曾在东台担任过县令，非常清楚泰州海堤的重大作用。他亲自征询范仲淹意见，范仲淹反复陈述利弊，坚持复工修筑海堤，不能因噎废食。于是胡令仪向朝廷上报了范仲淹的苦心及功绩，并主张立即复工。
1024年范仲淹迁大理寺丞，仍任西溪盐监。这年，范仲淹第一个儿子出生了，取名叫范纯佑。
1026年8月，范母病逝，范仲淹闻讯悲痛不已，立即赴南都睢阳奔丧。按北宋规定，官员为父母守丧要27个月。范仲淹心中仍惦念着复工海堤工程，又给张纶写信，鼓励张纶坚持把海堤工程完成。张纶三次上书朝廷，自请知泰州府，负责海堤工程。1028年7月，长达150余里的捍海大堤终于修成了。为纪念范仲淹的功绩，百姓都把这条海堰叫做“范公堤”。
海堤的修复，解决了沿海各州县百姓的海潮之患，保护了泰州、海州、通州、楚州数十万百姓的生命财产和大面积的盐场粮田。往年受灾流亡的数千民户，又扶老携幼返回家园。此后，堤东产盐，堤西种田，盐税与田赋收入也增加了。张纶和胡令仪都因筑堤有功而升迁。当地百姓在东台建“三贤祠”，纪念张纶、胡令仪、范仲淹三人。
任教应天府书院
范仲淹为服母丧，回到了南京府居住。这时，他遇到了对他以后的命运起着至关重要作用的一个人，这个人就是晏殊。
晏殊聪明过人，小时就有“神童”之称。14岁时与来自全国各地的千名考生同时入殿参加考试，他从容应试，受到宋真宗的嘉赏，赐同进士出身。后升至枢密副使。1027年，因忤逆刘太后旨意，被贬到应天府。他生性刚简，奉养清俭，喜欢接纳贤者。
晏殊听说范仲淹通晓经学，德行俱佳，就以南京留守的身份，聘请范仲淹主持应天府书院的教务。范仲淹欣然同意，还把富弼推荐给晏殊。
办教育一向被范仲淹认为是最基本也是最重要的工作。他一生中，不论被派到哪儿任职，都不忘在教育方面注入全力。范仲淹在应天府教学的情形，极为后世所称道。他不但重言教，而且以身教；不但传授学问，而且指导生活。为了便于教学，范仲淹与学生们住在一处。他制定了一套学习时间表，严格按表规划学生的作息。还经常深入宿舍，检查和责罚那些偷懒嗜睡的人。每次给学生命题作赋，他必定先作一篇，以掌握试题难度和着笔重点，使学生迅速提高写作水平。
应天府书院的学风，很快就焕然一新，四方前来就读的人络绎而至。范仲淹热诚接待前来求学的人，孜孜不倦地为他们讲授学业。有时还用自己微薄的俸禄招待他们吃饭，以致自己家中生活窘迫不堪。
一次，有位游学乞讨的姓孙名复的秀才，前来拜谒他。临别时，范仲淹送了他1000文钱。过了一年，孙秀才又来拜谒，范仲淹在送钱给他后，问他为什么要四处乞讨不静心读书，孙复悲戚地说，家中有母亲需要赡养，如果每天能有100文钱的收入，就可以安心读书了。于是范仲淹就帮他在学院里找了个职事，一月有3000文钱。孙复感激不尽，从此专心跟着范仲淹攻读《春秋》。后来范仲淹离开书院后，孙复也辞去职事。十年之后，朝野上下传诵着有位德高望重的学者，在泰山招收学生，教授《春秋》。山东著名的徂徕先生石介也是他的学生。这位学者，便是当年的孙复。
范仲淹对这件事非常感慨，他说，贫穷是大灾难，倘若当时没有及时帮助孙复，使他一直乞讨到老，今天就会少了一个杰出的人才。除了孙复之外，范仲淹帮助过许多后来成名的读书人，如胡瑷、李觏、张载、石介等。有的人受他聘请主持教务，有的人受他举荐出任为官，有的人受他指导成为赫赫有名的学者。