天禧元年(公元1017年)，范仲淹以治狱廉正被朝廷提升为文林郎，任集庆军节度推官，便归宗复姓，从“朱说”恢复“范仲淹”之名。
天禧五年(1021年)，范仲淹被调往泰州海陵西溪镇(今江苏省东台县附近)，任盐仓监官。西溪镇濒临黄海之滨，镇上虽也可偶见牡丹，但人烟稀少，野草丛生，偶尔有几个难民从此经过，十分荒凉。只有那海浪的呼啸声及飞舞的野鹤在长鸣。
从汉朝起，盐就是官府所专营。从唐至清，盐赋收入占国家收入的三分之一以上，盐为朝廷的重要经济命脉，可谓举足轻重。
古云：国家财富，盐利为盛。淮盐又占全国盐赋总收入的一半以上。泰州一带，海水含盐量高，海盐产量一向为淮盐之冠，西溪则被誉为“天下海盐仓”。所以，北宋朝廷多派进士及第的京官来此任盐官。西溪盐仓监，管辖东台境内各个盐场，责任重大。
范仲淹在巡守盐田盐仓的同时，深入泰州、楚州（今淮安）、通州（今南通）、海州（今连云港）一带，考察社情民意。
煮海水煎盐的盐灶灶户，在茫茫的数百里海滩上，星罗棋布，柴草浓烟，遮天蔽日。盐民生活很苦，盛夏酷暑，更是苦不堪言。当时有人形容盐民的生活，“白头灶户低草房，六月煎盐烈火旁。”
沿海四州的盐民农户愈加困难，泰州尤甚。这里几乎年年遭受海潮祸患。每年秋天，海潮泛滥，如遇大风，潮水咆哮怒吼，扑向海滩，冲毁盐田盐灶，冲毁庄稼农舍，甚至伤及人畜性命。潮水过后，粮田碱化，米豆无收。
百姓无以生计，被迫流落他乡的已有三千余户。针对海潮侵袭，唐代曾修筑了一条海堤，但历经唐末及五代战乱，年久失修，原海堤多半颓坏，致使海潮重新肆虐泛滥。
当地多数民众，多年来渴望复修海堤。范仲淹通过深入考察，确认海潮泛滥是泰州一带民众的主要灾难。
为此，范仲淹大胆上书给时任江淮漕运张纶，痛陈海堤利害，建议在通州、泰州、楚州、海州(今连云港至长江口北岸)沿海，重修一道坚固的海堰。可重筑海堤也引起不同意见的争论，认为建造海堤容易造成内涝观点的一派人极力反对。
张纶力排众议说：“涛之患十之九，涝之患十之一，护九而亡一，不亦可乎！”他上书朝廷，并推荐范仲淹任兴化县令，全面负责修筑海堤工程。工程浩大，涉及四州，民工四万余人，张纶又安排时任泰州军事推官的滕宗谅（这位就是后来建岳阳楼的滕子京）参与协助指挥。
从天圣二年至三年，范仲淹全力以赴投入海堤工程建设。他以身作则，身先士卒，顶严寒，冒酷暑，日夜在海滩上指挥，关怀民工疾苦，深受民工爱戴和拥护，工程进展得很顺利。
不料，天有不测风云，秋冬之交的一天，北风怒吼，寒流突至，雨雪冰雹混作。晚上，海潮陡涨，铺天盖地。数万民工在百里大堤上无处可躲，许多民工四处奔逃，官员制止不住，也跟着乱跑。
这时，协助指挥的滕宗谅站在大堤上巍然不动，神色镇定，毫无惊慌之色，民工们见滕大人仍然站在大堤上指挥，纷纷停下了脚步，不再慌乱，继续顶风冒雨施工，局势迅速安定下来。
滕宗谅成为主帅范仲淹危难时刻的最有力助手，范仲淹暗自称赞同年滕宗谅为“非常之才”，结为终生莫逆之交。
风雪之夜，海潮卷走了慌忙中未来得及撤离的一百余名民工，也冲毁了部分工程。更有人上书请求朝廷停止工程建设，朝廷立即派人下来调查，对是否继续修筑海堤仍举棋不定。
皇帝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，权衡得失，坚持复工修筑海堤，不可半途而废。
胡令仪非常赞成范仲淹的主张，向朝廷奏报真实情况，引起了朝廷的重视，同意继续兴建海堤工程。
天圣二年（公元1024年），正当工程进展到艰难的关键时刻，范仲淹得到母亲病重的消息。尽管公务缠身，但范仲淹安排好工程事宜后，亲自回宁陵看望风烛残年的母亲。
天圣四年（1026年）八月，范母病逝，范仲淹闻讯悲痛不已，立即赴南都睢阳奔丧。
传说，范母死了二十一天以后，一天夜里，范仲淹迷迷糊糊在梦里见到了死去的母亲。
母亲还是穿着去世前的衣服，看上去衣衫破旧，廋骨嶙峋，紧紧抓住他的手不放，流着眼泪说：“仲淹我儿，娘因为在阳间造恶业，被泰山府君羁押，日夜受苦难言。你素来非常孝顺，希望你诵念功德经，超拔救度我的罪业，万勿迟疑，要不然我会永远堕入地狱，受苦无量。
娘现在还在鬼道之中，没有自由，生活很苦，你赶快请西园寺的大法师为我诵《金刚经》超度亡灵。”
亡母离去不久又回来嘱附说：“功德经就是金刚经。”范仲淹惊哭而醒，于是沐浴斋戒，亲自前往玄墓禅林西园寺，延请僧众诵经七天。
到了第六天晚上，又梦见亡母来向他说：“因为你至诚礼忏，感动了观世音菩萨，特别示现下凡，持诵了半卷经书，我不但消除宿世的罪业，并且得以生天，进入天道，这都是佛力所赐。明天早上，你进入经堂询问，就可以知道一切了。”说完，人就不见了。
第二天，范仲淹等到超度法事完毕后，厚礼酬谢众僧，并且询问：“第六天诵持半卷经的是哪一位大师？”
法师们你看我，我看你，都很害怕地说：“没有啊，你是本地的大老爷，我们帮老爷家里诵经是最用功，最清净的，绝对不敢马虎，只诵半部经文，我们都是诵的完整经文，没有诵半部的。”
只见桌子边上有一位面容俊秀的年轻和尚轻声说：“昨天师傅们诵经，我倚立默看到第十六分，忽然大人您来拈香，我便返回厨房，现在承您问起，才敢据实禀报。”
范仲淹听完后，马上叩头下拜，那位法师一边摇头，一边说：“善哉！善哉！”突然腾空驾云而往西去，现出观世音真人，只见她一手持净瓶，一手持杨柳枝，不一会儿，就消失在一片云彩之中，寺中的众僧纷纷下跪瞌头，恭送观世音菩萨。
范仲淹非常欣喜，把他自己做官的俸禄捐献出来，请西园戒幢律寺专门建了一个观音堂。
母亲去世后，范仲淹为母亲守灵三年，但是他仍然关心着修建海堤的大事，他给张纶写信，反复说明修建海堤利国利民，关系十分重大。张纶也三次上书朝廷，奏议修堤的重要意义，自请到泰州府任职，亲自到工地视察督工。
仅用了3年的时间，于天圣六年(1028年)春，长达150乡里的捍海堰，终于修成了海堤的修复，解决了沿海各州、县人民日夜提心吊胆的海潮之患，保护了泰、海、通、楚四州数十万人民的生命财产和大面积的良田、盐场。原来逃离家乡的三千多户人家，都陆续返回了家园。
从此当地的生产逐步恢复，民众安居乐业，国家田赋和盐税收入也大量增加。张纶和胡令仪都因筑堤有功而升迁。
在泰州、兴化、东台、盐城的当地盐民为了表达对范仲淹的感激之情，均损资修建“范公祠”，歌颂范仲淹的功绩，人们将建好的海堤亲切地称为“范公堤”。
天圣六年(公元1028年)，范仲淹经过晏殊的推荐，被朝廷任命为秘阁校理——负责皇家图书典籍的校勘和整理．秘阁设在京师宫城的崇文殿中．秘阁校理之职，实际上属于皇上的文学侍从。
范仲淹一旦了解到朝廷的内幕，便大胆介入险恶的宫庭政治斗争。他发现仁宗皇帝年已二十，但朝中各种军政大事，却全凭六十岁开外的刘太后一手处置。还听说这年冬至，太后要让宋仁宗同百官一起，在前殿给她叩头庆寿。
范仲淹认为，家礼与国礼，不能混淆，损害君主尊严的事，应予制止。初生年犊不怕虎的他竟上奏，公开指责这一做法不合朝纲。
范仲淹的奏章，使晏殊大为惊慌。他急匆匆把范仲淹叫去，责备他为何如此草率从事？难道不怕连累推荐他的人吗？
范仲淹向来敬重晏殊。这次却坚持争辩道：“我正是为受了您的举荐，才怕不能尽职，败坏您的名声，不料今天因正直的议论而获罪于您。”一席话，说得晏殊无言作答。
范仲淹回到家中，又写信给晏殊，详细解释自已的做法。第二天，范仲淹又上奏，言称皇帝已成年，请刘太后撤帘罢政，由仁宗亲政。
朝廷对此没作任何表态，却降下诏令，贬范仲淹寓京，调赶河中府任通判。范仲淹僚友送他到城外，大家举酒送行时说，“范君此行，极为光耀呵！”
虽然范仲淹被贬职了，但他的这一举动却让赵祯记忆犹新，心中极为感动，觉得满朝文武百官当中，唯有年轻的范仲淹敢说敢为，日后亲政定当重用此人。这也就是宋仁宗为什么几次贬下范仲淹，却又在不久之后重用范仲淹的缘故。因为，在赵祯的心中，范仲淹是大宋永远的忠臣。