家境殷实，嘉靖三十一年（1552）他参加浙江乡试，被督学薛应旂置之劣等。他从此发愤读书，以捐输粮食的方式得以入国子监，曾感慨道：“大丈夫当魁天下，怎能碌碌无为一生。”他虚心求教，不耻下问，终于在嘉靖四十四年（1565）状元及第，时年39岁。

范应期登第后，初授翰林院修撰，历中允。曾在南京、北京两地分别出任文武科举考试官。后于经筵讲书，颇受神宗器重。万历十二年（1584），官至国子监祭酒。致仕后，在家乡里居不法，怨家千余人“遮道陈牒。”巡按御史彭应参未经细致查实，即与乌程知县张应望将其拘捕。范应期不堪所辱，自缢而死。终年68岁。后其妻吴氏赴京诉冤。帝怒，命将彭应参、张应望下狱。谪张应望戍烟瘴之地，彭应参削籍为民。

范应期著有《玉拙堂集》，《明状元图考》六卷录有其《李花》诗一首：“丽日风和暖，漫山李正开，盈林银缀簇，满树雪成堆。清馥胜秋菊，芳姿比腊梅，挟藜游侠子，攀折晚归来。”