早年就读于云南讲武堂，与朱德、叶剑英等为同窗，后加入同盟会。1911年参加辛亥革命，随蔡锷参与护国战争，历任滇军连长、营长、团长等职。1922年任滇军第2军军长，率部入粤参加北伐战争，后任国民革命军第16军军长。
1927年南昌起义后，朱德率部南下，范石生基于旧友情谊，给予其部队物资补给与番号掩护，并达成“合作反蒋”秘密协议。此举为红军早期发展提供重要支持，成为国共合作史上的特殊篇章。
1932年因与蒋介石集团矛盾激化，被迫离职隐居。1939年在云南昆明遇刺身亡，终年52岁。其一生跨越清末民初军阀混战与抗日初期，军事才能与爱国情怀为后世所铭记。