1021年，范仲淹被调往泰州海陵西溪镇(今江苏省东台县附近)，做盐仓监官――负责监督淮盐贮运转销。他发现当地多年失修的海堤，已经坍圮不堪，不仅盐场失去屏障，而且广阔的农田民宅，也屡受海涛威胁。遇上大海潮汐，甚至水淹泰州城下，成千上万灾民流离失所。官府盐产与租赋，都蒙受损失。为此，他上书给江淮漕运张纶，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，重修一道坚固的捍海堤堰。对于这项浩大的工程，张纶慨然表示赞同，并奏准朝廷，调范仲淹做兴化县令，全面负责治堰。

　　1024年秋，来自四个州的数万以上民夫，在范仲淹率领下奔赴海滨。但治堰工程开始不久，便遇上暴风，接着又是一场大海潮，吞噬了一百多民工。一部分官员，认为这是天意，堤不可成，主张取缔原议，彻底停工。事情报到京师，朝臣也踌躇不定。而范仲淹则临危不惧，坚守护堰之役。

　　大风卷着浪涛冲到他腿上，兵民们纷纷惊避，官吏也张惶失措，范仲淹却没有动，大家发现他泰然自若，情绪也安稳下来。经过范仲淹等人的努力坚持，捍海治堰又全面复工。不久，绵延数百里的悠远长堤，便凝然横亘在黄海滩头。盐场和农田的生产，从此有了保障。往年受灾流亡的数干民户，又扶老携幼，返回家园。人们感激范县令的功绩，都把海堰叫做“范公堤”。

　　1026年，谢氏病故。范仲淹含泪服丧，回南京居住。当时南京留守官晏殊，已风闻仲淹通晓经学，尤长于《易》经。他邀请仲淹协助戚氏主持应天府学的教务。仲淹慨然领命。搬到学校去住。他制定了一套作息时刻表，按时训导诸生读书。夜晚，还经常深入宿舍，检查和责罚那些偷闲嗜睡的人。每当给诸生命题作赋，他必定先作一篇，以掌握试题难度和着笔重点，使诸生迅速提高写作水平。