范源濂，少年丧父，家境陷入困顿，因姑母资助，得就读于清泉书院。13岁中秀才，22岁考入长沙时务学堂，成为比他年长3岁的梁启超的门生。
东渡扶桑
戊戌政变后，为躲避官府追捕，他和时务学堂的同学蔡锷等赴上海，进了南洋公学。后接梁启超函召，东渡日本，相继入东京大同学校、东亚商业学校学习。其间，曾于1900年秋潜回长沙，拟参加另一时务学堂同窗唐才常组织的自立军起义，因事泄失败，乃偕其弟旭东二度亡命日本。
20世纪的最初十年中，中国学生热衷前往日本留学。正是在那十年的前段，亦即中国“留学日本运动的第一个高潮”中，范源濂“为新思想普及起见，要想不必学外国语言文字而得有相当的学识，于是在日本特开师范、法政两种速成班，最长者二年，最短者六个半月毕业。当时趋者若鹜，前后人数以万计。这些人多半年已长大，而且旧学略有根底，所以毕业后最先活动。辛亥革命成功之速，这些人与有力焉。而近十来年教育界政治界的权力，实大半在这班人手里”。1924年，梁启超在论述清末数支“新思想运动的主要潮流”，尤其以章太炎、严复、孙中山为代表时，特别提到了范源濂这一业绩。
立志教育
1904年，清廷赦免戊戌案内除康梁以外各员，范源濂得以归国。翌年被任命为学部主事，参与法政学堂的教务和师范学堂的创办，继在长沙创办“殖边学堂”，招生百余，教以蒙藏语言和垦殖知识。不久，发起“尚志学会”，在北京化石桥购置会所，筹措基金，并开办附设医院、学校，编译文化科学书籍，还参与了影响深远的“壬子癸丑学制”的修订。就是从这时期起，范源濂“已立志致力于教育事业矣”。但其实，若干年前在日本，范源濂与梁启超、蔡锷筹议自立军起义时就曾表示：起义“不是根本之计”，“要救中国，最根本的还是要靠普及现代教育，非先以爱国主义和进步思想教育国民不可。如果我同胞都具有现代文明素养，懂得爱国，知道怎样爱国，知道怎样维护和发挥自己的民主权利，以监督政府，推动社会进步，中国的事情也就好办了，不愁不富强了。如果老是像现在这样，百分之六七十的人，都是文盲和半文盲，处于愚昧落后之中，我们就是起义一百次一千次，国家也还是无法富强的。所以，我很同意老师的教诲，目前我们还是应以学业为重，从根本上做起，踏踏实实，一步一步地做去。轻举妄动，急躁冒进，看似爱国，实则误国，那是没有什么好处的。”
1909年初，美国率先答应“退还”庚子赔款余额，条件是用于中国学生赴美国留学。于是清政府特设“游美学务处”，专司考选、遣送、管理庚款留美学生，任命周自齐为总办，唐国安、范源濂为会办。继设“游美肄业馆”，对入选者提前培训。因选址清华园，称“清华学堂”，辛亥年初更名“清华留美预备学校”，仍以周为监督，唐国安、范源濂为副监督（即正副校长）。因这渊源，20年代末清华成立“大学筹备委员会”，特聘范源濂、胡适、张伯苓、张福运、丁文江为顾问，以范领衔。
1912年民国成立，蔡元培相继被孙中山、袁世凯两位临时大总统任命为教育总长，蔡元培随即特邀范源濂出任次长。由于民初党派林立，蔡元培属革命派的同盟会（后改组为国民党），范源濂属改良派的共和党（后改组为进步党）；黄兴曾亲自力劝范源濂加入国民党，“措词颇为激烈”，范源濂却婉拒，颇“令国民党尴尬”，以致蔡元培邀范之举遭到同党攻击。但蔡元培未为所动，范源濂则欣然接受。不数月，蔡元培因不满袁世凯专权，辞职出洋，范源濂即接任。多年后，蔡元培说：“我与次长范静生君常持相对的循环论，范君说：‘小学没有办好，怎么能有好中学？中学没有办好，怎么能有好大学？所以我们第一步，当先把小学整顿。’我说，‘没有好大学，中学师资哪里来？没有好中学，小学师资哪里来？所以我们第一步，当先把大学整顿。’把两人的意见合起来，就是自小学以至大学，没有一方面不整顿。不过他的兴趣，偏于普通教育，就在普通教育上多参加一点意见，我的兴趣，偏于高等教育，就在高等教育上多参加一点意见罢了。”
1913年初，范源濂也辞了职，应陆费逵之邀赴上海，在新成立的中华书局任编辑所长，主持编纂出版新式中小学教科书。不久，中华书局便成为与商务印书馆抗衡的全国第二大出版机构。1916年，范源濂在沪参加反袁称帝的护国运动，担任护国“军务院”驻沪代表。袁世凯死后，范源濂被段祺瑞任命为教育总长。他刚到京就职，便力聘蔡元培从欧洲回国，委以北京大学校长。范源濂此次执掌教育将近一年（曾兼署内务总长），主持恢复了此前被袁世凯独裁期间中断、废止的教育方针政策，包括重新颁布“大学章程”，又参与创建中华职业教育社，支持张伯苓创办私立南开大学等。翌年辞职，赴美国考察。1920年，再入靳云鹏内阁，仍任教育总长，半年离任，再度出洋。
范源濂数次访问美、英期间，除考察农村教育外，并与两国有关方面洽谈继续退还庚子赔款事宜。他“主张设立各种研究院、图书馆、补助留学经费，并在国外大学设立中国学术讲座，以宣扬中国的文化”。同期，北京高等师范酝酿改办大学，其筹委会推荐范源濂为校长。1923年7月，国立北京师范大学校成立，11月，范源濂就任首任校长。到任后，他“对于校务积极整顿，建树甚多，极受学生爱戴”，所作校歌“强调了‘师道’对于社会文化继往开来的重要性”。北师大校史称：“从此中国教育史上出现了第一个师范大学”，这“是中国教育制度发展史上的一个重大事件”。然而，该校此前早已“经费竭蹶，债台高筑”，虽经范氏多方筹款，仍不能摆脱困境。时值北洋军阀各系战火迭起，轮番执政，“内乱日亟，国是日非，区区学校经费积欠经年，而黩武乱国之资，则日出千百万不穷。范先生痛愤之余，拂然而去”。
1924年，美国政府决定将庚款余额一千二百余万美元“归还在中国使用”。中美乃重订协议，成立“中华文化教育基金会”（简称“中基会”），海外史家称之为“具有历史意义的大事”。中国政府派范源濂出任中基会中方董事，兼首任干事长。范源濂邀请任鸿隽任行政秘书（后接任干事长），在他们的努力下，该基金在30年代中国科学文化事业的成长中发挥了重要作用。
从民国成立到1924年张作霖军事独裁之前的13年，中国政局动荡频繁，内阁更迭35次，平均每届不足5个月。其间共有20人当过教育总长（包括代理、兼任），平均每人累计在任仅约半年——这20人里，惟范源濂前后在7届内阁执掌教育，累计近4年，次数最多，时间最长。更重要的是，他所办的实事远超过其他教育总长，其中两段尤为显著：一是民国元年，他和蔡元培一道主持策划全面教育改革，蔡元培在职仅半年，后来是范源濂主持召开的首次全国性教育会议，并于会后陆续发布有关新教育方针、新学制及各级各类学校体制等数十件法令规章，以此在实践上拉开了新式教育舞台的大幕。二是20世纪20年代，范源濂几度参与并主持新学制的策划和制订，此即1922年颁布、沿用至1949年、并影响至今的“壬戌学制”。
戊戌维新至民国初年的教育制度改革、确立、发展过程中，不论作为海外学子、普通官吏，还是政府大员、民间专家，范源濂始终置身教育现代化大潮，更不止一次处于漩涡的中心。他早年创办包括留日学生“速成班”、清华学堂、“殖边学堂”在内的各类学校，辛亥至民初十几年实际主持制订新教育方针、学制、学校管理制度和政策，编辑出版新式教科书，以及后来主持北京师范大学校政，管理中美科学文化基金等等，特别是他毕生坚持的优先普及教育的思想和实践。所有这些都表明，范源濂对中国现代教育及相关领域的影响，极为重要。