大中祥符七年（1014年），迷信道教的宋真宗率领百官朝拜老子故里，车驾路过商丘，全城轰动，人们争先恐后地观睹天颜，只有范仲淹一人闭门不出，仍然埋头读书。有个要好的同学特地跑来劝他：“快去看，这是个千载难逢的机会，千万不要错过！”范仲淹只随口说了句：“将来再见也不晚。”便头也不抬地继续读他的书了。
次年，范仲淹进士及第，在崇政殿参加御试时，见到了年近五旬的真宗皇帝，后来还荣赴了御赐的宴席。步入仕途后，范仲淹恢复范姓，自朱家迎回母亲赡养。因其妻李氏是应天人氏，范家一直安顿在南京，范母谢氏也是病逝安葬在这里。
多年的苦读生涯令范仲淹有极高的文学素养，他通晓经学，尤长于《易经》。现任应天知府晏殊年纪比范仲淹小，还是孩童时就享有大名，成人后更是被天下人视为大宋文坛领袖，但他生平最看重范仲淹，对其人品学问极为佩服，到应天上任后，凑巧范仲淹因丧母回到南京，居家服孝，便极力邀请范氏主持应天书院教务。原先的书院主教戚舜宾已然病逝，助教曹诚也升任府学提学，忙于官场应酬，加上年纪已大，无暇理会书院事务，范仲淹遂慨然应命，制定教务，捧书讲读，孜孜不倦。他主持应天书院后，择生只有品德和学业上的基本要求，没有年龄、身份和地域的限制，生徒来源广泛，院生可以随意流动，不受地域、学派限制。与别的书院不同的是，应天书院要求教师作表率，每当给诸生命题作赋，范仲淹会先作一篇，掌握试题难度和着笔重点，使诸生迅速提高写作水平。由于范仲淹在道德学问上堪为表率，应天书院学风蔚然。