范筑先幼时家贫，9岁入私塾，13岁时因父病故辍学务农。1904年，范筑先因家乡卫河水灾而被迫投军，加入北洋军第四镇。后被选拔入天津北洋陆军讲武堂炮兵科深造，以优秀成绩毕业。

1913年后，范筑先任中央陆军第四师炮兵营长、补充团长、师参谋长和第八旅旅长。1924年因厌恶军阀混战，辞去第八旅旅长职，回乡隐居。1926年，国民革命军出师北伐，范筑先毅然复出，投入冯玉祥部下，被冯委任为高级参议、汉中镇守使署参赞。1930年中原大战中，范筑先任冯部第一路军参谋长，失败后退居天津。1931年范筑先回山东，任韩复榘第三路军少将参议。1932年5月，范筑先被任命为山东省沂水县县长，第三路军指挥部军法处处长。任职期间，范筑先为政清廉，断案公平，关心民众，深得当地百姓的爱戴和尊敬。后因韩复榘部在沂水制造屠杀人民的“黄石山惨案”， 范筑先愤然辞职。1933年11月，范筑先任临沂县县长。范筑先到任后，以身作则，廉洁奉公，平时衣着俭朴，粗茶淡饭，不烟、不酒、不茶、更不设宴。每有亲友来临沂找他谋事，均晓之以理，一概婉言谢绝。在任期间，范筑先大力禁烟禁赌，革除陋俗；大力整顿吏治，严惩恶绅，采取了重新陈报土地、调整税收负担、分柜收税等措施，并组织扩街修桥，建立公园，修建医院，赈济灾民和救济残疾人等。1936年7月，范筑先调离临沂，临沂城老百姓夹道相送。

1936年11月，范筑先升任山东省第六区行政督察专员，保安司令兼聊城县县长。1937年10月3日，日军侵占德州，山东形势危急。范筑先到山东省会济南，劝谏省主席韩复榘武装抵抗日寇的进攻，遭到拒绝。9月，范筑先为山东省第六区游击司令员，遂发动民众建立抗日武装，保家卫国，同时，与中国共产党建立了统战关系。

1937年“七七事变”后，日军侵入山东，不久，又向鲁西北进犯，韩复榘两次命令范筑先南撤，范筑先于11月19日向蒋介石、韩复榘及全国发出通电。通电说：“职忝督是区，守土有责，裂眦北视，决不南渡。誓率我游击健儿及武装民众，以与倭奴相周旋。成败利钝，在所不计，鞠躬尽瘁，亦所不惜。”全国各大新闻媒体都全文发表了范筑先“誓死不渡黄河南”的通电。全国闻讯，皆为振奋。

在共产党的帮助下，范筑先很快扭转了鲁西北因国民党南撤而出现的混乱局面。范筑先领导建立了鲁西北抗日根据地，在统一战线的旗帜下，范筑先组建了许多抗战群众团体，出版了《山东人》、《抗战日报》、《先锋月刊》、《战线》等刊物，使鲁西北成为坚强抗日堡垒。因此，在当时，鲁西北抗日根据地被誉为“山东的小延安”。

范筑先和共产党密切合作，共同对敌，打击了日军的嚣张气焰。从1937年起，各部队在范筑先指挥下，先后组织了梁水镇战斗、激战界牌、血战南镇、收复范县、濮县、黄庄截击战、济南战斗等。

徐州会战期间，为配合中国军队作战，范筑先率部阻击了增援的日军土肥原师团。后组织了济南战役，一度率军突入济南市。1938年7月，在东阿县黄庄阻击日军运输队，毙敌数十人，缴获满载大米的汽车13辆及其他军用器材。8月，范筑先率挺进大队等抗日武装东攻齐河，乘胜攻入济南。范筑先次子，青年抗日挺进大队长范树民冒着日寇密集炮火，率挺进大队当先锋，不幸牺牲，光荣殉国。范筑先在报端致词道：“为国捐躯，系军人光荣，乃承各方函电慰问，弥深感激。马革裹尸，男儿应具素愿，既获疆场殉国，死后何憾！”为表示与日寇血战到底的决心，把年仅20岁的二女儿范树琨任命为挺进大队队长，其后，范筑先又先后将长子、长女、三女儿都送到延安抗日军政大学学习，表现了忠于民族，誓死抗日救国的爱国精神。

同年9月，范筑先应邀出席八路军一二九师在南宫召开的冀鲁两省军民联席会议，受到八路军和北方局领导人的真诚欢迎。会上，范筑先与国民党山东省政府主席沈鸿烈的观点针锋相对，力赞中共抗日联防纲领，单独和徐向前签订了八路军与鲁西北部队抗日联防协定。

范筑先积极与中共合作抗日，引起国民党反动派的仇恨和不安。沈鸿烈公然指令范筑先整编游击司令部，改组政治部、政治干部学校和军事教育团，解散共产党所领导的游击支队，均遭到范筑先的严辞拒绝。1938年10月中旬，在沈鸿烈的指使下，范筑先的参谋长王金祥阴谋制造了谋杀第十三支队副司令员王青云和政治部主任汪毅的“鄄城事件”。

1938年11月14日，日军集结重兵大举进犯聊城。范筑先巡城指挥，守城勇士奋不顾身。至15日中午，终因孤军守城，东城门陷入敌手。下午5时，范筑先在与敌浴血奋战中壮烈殉国，噩耗传出，举国哀悼。同年12月，中共中央在延安召开范筑先追悼会。朱德、彭德怀、吴玉章、董必武送了挽联。朱德、彭德怀的挽词是：“战事方酣，忍看多士丧亡，显其忠勇；吾侪尚在，誓必长期抵抗，还我河山。”

1940年，聊城县曾更名为筑先县。

1988年，聊城地区行署和聊城市人民政府在光岳楼北侧建立了范筑先将军纪念馆，邓小平为纪念碑题词：“民族英雄范筑先殉国处”。 该馆已成为向广大人民群众进行爱国主义教育的基地。