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庆历五年（1045年）十一月，范仲淹改知邓州（今河南省邓州市）。在上仁宗的《陈乞邓州状》中，范仲淹指出，宋夏和约中的疆界划分和贸易问题，都已经比较圆满地得到解决。陕西的事情，自有诸路经略使来措置。四路安抚司的使命，自然结束，请朝廷下诏废除此职务。臣多年的肺病，一到秋冬季节，就日益加重。国难方殷的时期，臣自然不敢先求一己之安，而当奋勇争先，勠力杀贼。况且邠州原先由武将做知州，自当仍然选择合适的武将再做知州。容臣于河中府或京西路的襄州、邓州一带，选择一个合适的地方，一边工作，一边寻找良医，治疗痼疾，颐养天年。
范仲淹心目中最理想的选择是邓州。邓州位于伏牛山南部，南阳盆地的东部，一年四季气候温和，雨量适中，土壤肥沃，风俗淳朴，对范仲淹这样肺有痼疾的病人来说，较为适合。再加上邓州又是医圣张仲景的故里，这对于对医术较有研究的范仲淹而言，又是研究医术的好地方。
仁宗自然批准了范仲淹的这一合理请求。
北宋官员七十岁致仕，一些朝廷大员，在退出权力中心后，常常选择政务较少、民风淳朴、风景宜人的州郡作为致仕前打发时光的地方，对地方的政务，大多抱着无为而治的理念，实际上是在其位不谋其政，过着颐养天年的幸福时光。比如寇准，一天到晚，以游山玩水、游宴亲朋为乐。钱不够了，就把自己喜欢的歌女送给富商，富商自然也馈以巨资，没有人把这当成不正常的事情。
北宋建立后，先后出知邓州的有张永德、赵普、苏易简、寇准、张知白、陈尧叟等名臣。他们在邓州任上，大多没有什么骄人的政绩。
进也忧、退也忧的范仲淹，当然不会效仿他们的生活态度。在知邓州不到四年的时间内，范仲淹可谓政绩满满。
百花洲是范仲淹知邓州期间，修建的供官民休闲娱乐的园林。百花洲建造的初始年代，目前没有确切的史料可供考证。范仲淹的同年进士谢绛知邓州期间，于宝元二年（1039年）整修了百花洲，并在百花洲畔的城头上修建了览秀亭，欧阳修、梅尧臣曾经到邓州造访谢绛。在他们的诗词中，留下了关于百花洲和览秀亭的美好记忆。
范仲淹来到邓州后，百花洲已经一片荒凉，览秀亭已经坍塌得只能供人凭吊。范仲淹于是筹措资金，着手重修百花洲和览秀亭。为此，范仲淹花费的心血不少，派画工到家乡苏州，把苏州一些有代表性的园林画成图，然后仿照此风格修筑，又在百花洲上增建了嘉赏亭。邓州盛产菊花，范仲淹又派人在百花洲修建了菊台。菊台的得名自然由于金秋时节盛开的最能为文人雅士欣赏的各种菊花。
范仲淹在此工程完毕后作词一首，题目为《定风波·自前二府镇穰下营百花洲亲制》：
罗绮满城春欲暮，百花洲上寻芳去。浦映□原诗缺字。花花映浦。无尽处，恍然身入桃源路。
莫怪山翁聊逸豫，功名得丧归时数。莺解新声蝶解舞。天赋与，争教我悲无欢绪。
百花洲建成之后，范仲淹紧接着在百花洲建造花洲书院。这也是范仲淹一生为官的风格，大办教育，培养人才，奠定富民强国的基础。
花洲书院建成后，范仲淹将讲堂命名为“春风堂”。“春风堂”的来历源于汉武帝与东方朔的一次对话，汉武帝问东方朔：“孔颜之德何胜？”东方朔回答道：“颜渊如桂馨一山。孔子如春风，至则万物生。”范仲淹如此命名讲堂，一是作为儒家弟子，对万世之表孔子的景仰之情，也是对儒家学说的推崇。他希望教师们讲课要如春风化雨，而不是死搬教条，希望学生们学习时的感觉是如沐春风，而不是将学习作为沉重的负担。范仲淹还不时到书院亲自授课。
为了振兴邓州的文脉，范仲淹又在邓州的城头上修建了文昌阁、文昌阁或文昌楼、魁星阁、奎阁、魁星楼等，是中国古代的传统祭祀建筑，为祭祀传说中掌管文运功名之神，保一方文风昌盛，希望在科考中，多出进士、状元。古代儒生在文庙祭孔的同时，也祭祀主宰文运的诸神。春风阁。由于修筑了一系列胜景及书院，故前去邓州拜访范仲淹的官员和文人雅士不少。邓州籍的科考状元贾黯回乡省亲，前去拜访范仲淹。贾黯恳请范仲淹给他的人生之路提出一些建议，范仲淹回以“不欺”二字，且希望他将它终身作为做人准则。“不欺”二字，自然也是范仲淹一辈子的做人准则，尽管他常常为此碰得头破血流。
范仲淹知邓州，是邓州人之幸，他们希望范相公能够永知邓州。朝廷一度让范仲淹改知荆南府（治今湖北省荆门市），邓州人知道后，拦住宣布诏令的使者的马车，坚决要求使者向朝廷转达邓州人不愿范公走的真诚愿望。范仲淹对邓州和邓州的民众充满了感情，也不愿离开。仁宗知道后，诏令范仲淹继续留任。
实际上此前，范仲淹曾经两次于杭州短暂生活，一次在天圣五年（1027年）左右，他与杭州当时著名的隐士林逋互相唱酬的诗有六首，其中范仲淹五首，林逋一首。
景祐元年（1034年）六月，范仲淹由知睦州改知苏州。其间，范仲淹一行由水路前往，途经杭州。范仲淹在陈州为官时的同僚胡则当时知杭州，顺道拜访胡则，是范仲淹第二次停留杭州的原因。
皇祐元年（1049年）正月到皇祐二年（1050年）十一月，范仲淹知杭州。
但是，范仲淹此次知杭州，对于杭州的官员而言，却是一个十分重要的人生转折点。应两浙路转运司和提刑司的请求，朝廷批准杭州知州从此开始比照益州（今四川省成都市）的待遇，兼管两浙路的军事。朝廷这样做，一是因为范仲淹出将入相，既有西北战场的宝贵经历，又有担任参知政事的经历，可谓朝廷重臣，必须予以慰问；二来杭州作为东南的大都会、经济中心，一旦有大的突发事件，知州可以在大权在手的背景下，迅速做出应急反应措施。
皇祐二年，杭州发生了前所未有的大饥荒。按照以往的惯例，范仲淹应该开仓放粮、安抚流民。但是，这种措施只能暂解燃眉之急，不能从根本上解决流民问题。范仲淹想出了“以工代赈”的救灾举措，号召僧寺大兴土木，官府也新建一些府舍，这样灾民可以有较多的打工的机会，得到报酬之后又可以购买粮食，这样市场就可以流动起来。鉴于大灾时期粮价高昂的情况，范仲淹又有新的创举，大开城门，让外地粮商大量往杭州贩运粮食，很快让粮价稳定下来。这一举措后来成为北宋政府应付灾荒的法定模式。
范仲淹知杭州时期，已经虚龄六十一岁，宋代规定官员七十致仕。但是，经历了一辈子宦海风波、体弱多病的范仲淹，已经萌发退意，欲提前致仕。家族中子弟建议范仲淹也像宋代大多致仕高官一样，在洛阳修建美丽的园林，以安度晚年。范仲淹说道：“只要有道义之乐就足够了，身体都可以放在次要的地位，更何况居室？我现在担心的是位高难退，官家是否会准许我提前致仕，不用担心致仕之后没有住的地方。况且西京高官们的园林鳞次栉比，游人很少，谁会阻止我去游玩呢？难道只有属于自己的园林才有游玩之乐吗？”从范仲淹对私家园林的看法，可以看出范仲淹“后乐”的境界。
况且范仲淹把大部分积蓄都投入了家族的慈善事业，他也没有钱财像其他高官一样去修建豪华的园林。
知杭州期间，范仲淹最高兴的事莫过于二十二岁的次子范纯仁于皇祐元年（1049年）三月进士及第。
皇祐二年（1050年）十一月，诏命范仲淹移知青州（治今山东省青州市），第二年三月初三，范仲淹才到青州任所。此前知青州的是范仲淹的挚友富弼，庆历新政失败后，双方天各一方，尽管书信往来不断，但是毕竟没有见面。依范仲淹的身体来考量，如果见面，则极有可能是双方的最后一次见面，一次生死离别的肝肠寸断的会面。但是，双方留下的文字及同时期他人的文章中，都没有两人于青州相见的记载。
此时的青州，由于上年河朔地区的大水灾，来自河北地区的灾民涌到青州的到处都是。青黄不接之际，粮价自然很高，嗷嗷待哺的孩童和骨瘦如柴、衣不蔽体的老人，随时有倒毙街头的可能。每每看到这种场面，范仲淹总是老泪纵横。对于赈灾很有经验的范仲淹而言，自然是首先想方设法救济灾民。
五月麦收之后，按照宋朝的规定，青州的老百姓必须将应该缴纳的皇粮国税交到博州（今山东省聊城市），两地距离约合今五百里，农民推木轮的独轮车最多一天能走五十里，来回一趟需要二十天，其间的吃住费用全由自己承担，这对农民来说又是一笔额外的负担，还不包括农民在时间上的付出成本。但是，自宋朝建立以来，很少有官员想到用经济手段来减轻农民的这一大笔不合理的负担。
范仲淹虽然没有对宋代以前管仲、桑弘羊、刘晏等的经济学说有专门的研究，但是他知道一个朴素的经济学原理，一旦某种物资短期内大量流向某地，必然会导致该地该物资价格的显著回落。于是范仲淹让青州百姓把该缴纳的皇粮换算成钱，把钱交给青州官员。青州的官员拿着这笔钱到博州去，一开始以高于博州粮价一倍的价格收购粮食，并大肆宣传，等到从各地运到博州的粮食越来越多时，粮价自然下落许多，此时再将收购价逐渐降低，这样交够青州民众应该缴纳的皇粮数目后，竟然还余了一笔可观的钱。范仲淹又让青州官员按照每家民众当初缴纳皇粮支付的钱财的多少，退还民众。
这样一来，应该缴纳的皇粮一斤不少地完成了任务，农民也没有耽误多少时间；较之往年，负担还有所减少，可谓皆大欢喜。
但是，青州毕竟是重镇，政务繁忙，疾病缠身的范仲淹越来越感到力不从心，于是向朝廷提出于颍州或亳州等政务较少的地区，选择一个前往，朝廷批准范仲淹前往颍州。皇祐四年（1052年）正月，范仲淹带病前往颍州，但是行至徐州（今江苏省徐州市），范仲淹已经到了人生最后的时刻，五月二十日，病逝于徐州。好友孙沔当时知徐州，由他悉心照顾病危中的范仲淹。
范仲淹去世时，四子范纯粹才七岁，也是他当时最牵挂的人。他对夫人张氏说道：“他长大后也应该成为有大成就的人，我看不到了！等他长大，一定告诉他我做人坚守的那些东西以及我曾经干过的事业。”
范仲淹去世之前，向朝廷上《遗表》，回顾了自己入仕以来的功过是非，特别是有关庆历新政的评价问题。范仲淹认为，国家政策，随着社会具体形势的变化，会显露出其弊端。掌大权之人，面对这种局面，不是考虑如何去改革，而是越来越害怕改革，害怕改革会危及自己及自己所在的政治集团的利益。而新政时期，保守派未等到改革的效果显露，就疯狂地用“迂阔”来攻击范仲淹等改革派，将范仲淹等大胆提拔精明强干的官员的行为污蔑为结党营私，将维护国本的行为攻击为“好虚名”。庆历新政失败之后，面对保守派的种种污蔑之词，范仲淹一直保持沉默，直到此刻，他才亮明了自己的态度。作为一个地主阶级的政治家，他视庆历新政为自己一生中最重要的事业。从《遗表》中，可以品味出诸葛亮“出师未捷身先死，长使英雄泪满襟”的悲怆。虽然范仲淹在《遗表》中称自己“瞑目无憾”，但还是写出了死不瞑目的意味。一辈子活得很累的范公，即使弥留之际，还在为国事担忧，为仁宗着想。
特别需要强调的是，范仲淹在《遗表》中，没有一个字言及私事，言及自己的丧事，言及对家人的照顾，这是多么伟大的胸怀呀！
范仲淹的子女们也像其父亲一样表现出了宽阔的胸襟。当仁宗派遣的使者代表仁宗问他们有什么要求时，他们没有提任何个人方面的要求。
仁宗知道范仲淹去世的消息后，久久难以平静下来，哀悼不已。全国官员和百姓知道范仲淹去世的消息后，也都表示深深的哀悼。
范仲淹去世后，谥号为“文正”。司马光首次提出“文正是谥之极美，无以复加”的说法。他认为“文”是道德博闻，“正”是靖共其位，是文人道德的极至。经过他的宣扬，“文正”从此被视为人臣去世后极美的谥号，皇帝不肯轻易给大臣此谥号。
该年十二月初一，范仲淹被安葬于西京洛阳的范氏家族新墓地。仁宗亲自撰写了“褒贤之碑”的碑额，诤友欧阳修撰写了神道碑，老友富弼撰写了墓志铭，司马光、王安石等作了祭文，后世写祭文悼念范仲淹的名臣则更多。邠州、庆州等地的官民最先为范仲淹修筑了祠堂。范仲淹的家乡苏州及其他为官之地，民众也先后修筑了祠堂。
徽宗宣和年间，朝廷特别下达诏令，要求建有范仲淹祠堂的地方，当地的监司、郡守、学官，每年都要按时率领当地民众祭祀范仲淹。
钦宗在位时期，为了激发臣下及民众的忠君爱国热情，下诏追封范仲淹为楚国公，后再追封魏国公。
宋元明清及“中华民国”时期，各地多次重修范仲淹的祠堂，表达对范仲淹的敬仰之情。