中國以農立國，自古以來水利就與國計民生息息相關。對於政府和地方官來說，平常興修水利是勸農桑的必要條件，一旦發生水患，治水則直接涉及民生疾苦，攸關生命。在范仲淹的為官生涯中，水利一直是他關注的重點，並且作為其新政綱領之一。

初治水利

范仲淹三十七歲時出任江蘇興化知縣，這裏屬於泰州。泰州東面臨海，有海鹽生產，但地勢略低，遇風浪大作，海水可直抵城下，田土雖稱肥沃，但海水常浸沖各縣地，極不利於農耕生產。過去曾修有堰堤，但長久廢缺，無法抵擋海水的濤潦之災。范仲淹此前作為鹽官指出海水侵田土之弊，上報發運副使張綸，因而被推薦為興化縣知縣來主辦修堤堰事。

他第一次主持水利工程並不順利，因遇大雨雪使百餘名工役致死，輿論極為不利，朝廷又派轉運使胡令儀會同范仲淹磋商，確定原先的工程規劃和方法。但范仲淹因母病而轉任他職，仍寫信給江淮漕運張綸，強調攸關民生的工程必須積極完成。張綸親自主持，逾年完成堤堰約二百里，堤高一丈，闊二丈，以磚包砌，阻截海水，良田得以受護，流失的二千多戶民眾因之返鄉。張、胡二人因功獲升官，人民為張綸、范仲淹立生祠以報恩，興化縣民甚至往往以范為姓，感念恩德而不忘。

蘇州治水

范仲淹四十六歲時兩任蘇州知州，總共八個月左右，中間只有一個月他調。在蘇州除了建立州學，聘請名師外，重要的功業就是整治水利。到任前的蘇州已發生水患，受災的人民不下十萬戶之多，後來到秋天仍水漫不退。他實地勘察，詳細研究，訂出了治水計劃。以他了解的治水重點區在於太湖沿岸、松江下游、東北的塘浦地帶，這也是過去霖雨成災的困頓區。加上初次治水的泰州經驗，他認為蘇州不適合僅築堤禦水，而應使河水決流，首要疏浚水（河）道，並設閘防泥沙淤堵。

本來初任職蘇州二個月就奉命調職，但因治水已有頭緒，官員建議應讓范仲淹留任以完成治水工程，於是他再度回任，繼續盡於職守。不到幾個月功夫，積水已泄，農稼大體恢復正常，范仲淹也離職轉任中央。水潦狀況雖還未完全平息，但治水之功已顯其名望，人民受惠也具體呈現，後人感激他的恩德為之立碑建祠。他治水的總要領在於「修圍、浚河、置閘」，三者不可或缺，成為其後治水的典範。雖然歷史上治水的循吏能臣不少，但范仲淹在短短幾個月，處在地理水系複雜的地區，能治水見效是值得表揚的。

農田基礎水利

慶曆三年（1043年）范仲淹為行新政，上陳仁宗施政的十大綱領，其中有「厚農桑」項目，他為大興農利要求官民共同注重農田利害，河渠、堤堰、陂塘都須治理，配合其他措施，以達到「養民之政、富國之本」。促進農桑以整治水利為根本，不僅與民生休戚有關，也為富國的基石。他的新政雖短暫時間即吿終止，但所提出的改革方案，多數為後來神宗時王安石變法所深化以延用，像「農田水利法」就是類同於「厚農桑」治水養民之法。