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989年8月2日，在范墉任职于武宁军（江苏徐州）掌书记时，他的继室谢氏为他生下一个儿子。这个婴儿就是后来以“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”为终身目标的范仲淹。
范仲淹两岁的时候，他的父亲突然去世。因为范墉职位不高，范家也已经没落，谢氏无力抚养自己和幼小的儿子，于是就带着范仲淹改嫁到淄州长山（山东济南淄川），给一个叫朱文翰的人为妻。从此，小范仲淹改姓朱，名为说（通“悦”）。
朱家也算是小有资产的读书人家，朱文瀚在范仲淹16岁的时候，曾任淄州长史（长史就是幕僚长，是知州的佐官）。朱家的人对待范仲淹和其他的朱家子弟一样公正，因此他从没怀疑过自己的身世。朱家也给范仲淹提供了良好的读书环境，这对范仲淹的将来有着深远的影响。
宋太祖建国后，为避免唐安史之乱以来藩镇割据和宦官乱政的现象，于是采取重内轻外和重文抑武的国家政策。这就导致了朝内官员众多，国库花费巨大；兵员骤减武力太弱，无力抵抗外敌入侵。宋朝形成了积贫积弱的状态。
1004年，辽国派大军南下进犯宋国。宋真宗想迁都南逃，被宰相寇准劝阻，才勉强到澶州督战。宋军见皇帝亲自督战，士气大增。宋真宗在澶州城下射杀辽将，辽害怕腹背受敌，提出议和。宋真宗畏敌，历来主张议和，先通过降辽旧将王继忠与对方暗通关节，后派曹利用前往辽营谈判。1005年1月，与辽订立和约，规定宋每年送给辽岁币银10万两、绢20万匹，史称“澶渊之盟”。这一年，范仲淹16岁。堂堂的大宋之国与北方少数民族的部落，竟然签订了如此耻辱的盟约，宋朝的读书人无不痛心疾首。这件事对范仲淹的触动也很大，他树立了远大的志向，要进入仕途为国为民做出一番事业。
范仲淹从小读书就十分刻苦。朱家在当地也算是有些财产，但他为了励志，经常到附近的醴泉寺寄宿，每天天未亮就起身读书，至深夜方才入睡。他从不因为朱家有钱就过奢侈的生活。他在寺里的生活极其艰苦，每天只煮一锅稠粥，等粥凉了以后划成四块，早晚各取两块，拌几根腌菜，调拌上醋汁，吃完继续读书。因此，后人便以“断齑划粥”赞美贫苦力学的人。范仲淹对这种清苦生活却毫不介意，他将全部精力都放在书中。
1009年，当时还以朱说为名的21岁的范仲淹被举为学究。学究是科举的一个科目。科举是历代封建王朝通过考试选拔官吏的一种制度。由于采用分科取士的办法，所以叫做科举。科举制度最早开始于隋朝，到唐朝时得到大力发展。唐朝的科举制度设有各种科目，如秀才科、进士科、明法科、明经科等。宋朝的明经科又分为：九经、五经、三礼、三传、通礼、三史、学究等科目。范仲淹所考的学究，就是明经的一种。
唐朝的时候，大家都这么说：“三十老明经，五十少进士”。意思是说三十岁才考中明经科，就已经算是老明经了；而五十岁能中进士，还算少进士，宋朝亦然。因为明经科所考的，都是一技一艺之长，像精于礼经的，或长于左传的，或者擅于律令的等，都是记诵的东西而已。
明经科的考试方式有“帖经”和“墨义”。帖经就是把所习的经掩住两旁，中间只露出一行，然后裁纸为帖，从几个字当中，测验考生能否记忆。墨义就是默写。像范仲淹所考的学究科，不考帖经，但要默写《毛诗》50条、《论语》10条、《周易》《尚书》各25条，以及《尔雅》《孝经》各10条。
进士科除了帖经（《论语》）十帖、墨义《春秋》或《礼记》十条以外，还要试策五道、诗赋论文各一首。因此必须广读经史、博古通今，才能应付自如。所取的人才，与明经相比是属于通才。进士科考试内容虽不切实际，但至少学得多、潜力大，所以政府乐于培养，读书人也乐于争取。考试的时候，进士科有体面的考场，有专人供应茶汤。明经科则“尽撤帐幕毡席”，也没有茶水供应。据说有人渴得受不了啦，就喝砚台里的水。这样做，是因为明经科专靠记诵，怕供茶水的人在中间传递作弊。
范仲淹考的学究科，并不是太重要的考试，也不能由此就踏入仕途，他当时就是抱着考考实力的态度去应试的。所以举学究之后，他又回到长白山的醴泉寺去念书。因为政府还没有正式在地方上设置教育机构，当时的读书人，大都流行到佛寺或道院中去交流学问。
成为学究的范仲淹，曾与其他人一起去拜访谏议大夫姜遵。姜遵与朱家是同乡，进士出身，素以刚严出名，与人交往，从不讲应酬话。众人拜访之后，他特意留下范仲淹一人。他把范仲淹带到中堂，对他的夫人说：“朱学究年虽少，奇士也！他日不唯为显官，当立盛名于世！”然后，范仲淹才正式拜见了姜遵的夫人。姜遵又设酒筵款待范仲淹，并待他如骨肉一般。