庆历三年秋天，仁宗下诏从西北前线调回范仲淹，授为参知政事(副宰相)，与杜衍、韩琦、富弼等人同掌军政大权。欧阳修、余靖、王素、蔡襄等四谏官又奏免了吕夷简、王举正的正、副宰相职务，开始了一场以整顿吏治为中心的“庆历新政”。
明黜陟，就是要考察官吏任期内的政绩而决定升降。这是针对“磨勘”制的弊端提出来的。宋代对官吏的提拔，规定文官三年一迁，武职五年一升，称为“磨勘”。这种官吏升迁制，不问劳逸，不论贤愚，致使官吏不求有功，但求无过，饱食终日，等待三、五年一升迁。明黜陟，重政绩而轻资历，规定对“老疾愚昧”的可另行安置，有过错的按情节处分，对才德突出的可特加擢用，给官吏的选拔制增添了活力。抑侥幸，则是把当时越来越滥的“恩荫”范围缩小，对官家子弟的特权加以限制。宋代规定凡学士以上官员满20年，一家子弟可封官20人，致使贵族子弟不学无术，不求上进，靠“恩荫”实即老子的资格获得官职，得到提拔。对贵族子弟做官特权的限制，反映了渴求从科举道路跻身仕途的封建士人的强烈愿望。精贡举，是改革科举考试的内容和方法，规定进士先试策论，后试诗赋，不能只凭诗赋成绩取士，而要注重对实际能力的考察，还要兼察“行谊”。择长官，指对直接临民的地方官的选择要十分慎重，凡是品行、才能不足以任事者，一律予以罢斥。各级官吏有责举荐下级人才，根据举荐人数的多少决定是否录用，这有利于各级官吏素质的提高。
除上述整顿吏治、选拔人才的“新政”外，还有：厚农桑，由朝廷下令督促地方，搞好农业生产；修武备，实行府兵制，增强军队实力；推恩信，实行信赏必罚政策，务去滥赐之害；重命令，厉行法治，反对政令随意更改；减徭役，将不应负役的农民罢归乡里，使他们有较多时间从事生产。这些改革措施虽然没有触动封建地主阶级的根本利益，但有利于政局的稳定和经济的发展，是进步的。
庆历新政是王安石变法的前奏，也为王安石变法开辟了道路。新政失败后，范仲淹忧国忧民、以天下为己任的抱负始终没有改变。他离开朝廷以后先到今陕西彬县为知州，后调至邓州(今河南南阳一带)做知州。庆历六年(公元1046年)，他为贬至岳州任知州的好友滕子京写了著名的《岳阳楼记》，他说：“予尝求古仁人之心……不以物喜，不以己悲。居庙堂之高，则忧其民；处江湖之远，则忧其君。是进亦忧，退亦忧。然则何时而乐耶?其必曰：先天下之忧而忧，后天下之乐而乐乎。噫!微斯人，吾谁与归?”他将自己一生的抱负概括为“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”，表达了一个封建士大夫积极用世、为国忘身的高尚情操，成为封建士人一代楷模。范仲淹晚年曾竭力为地方办“义庄”，兴学校。公元1052年，病卒于赴颍州上任的途中，归葬于洛阳。