當西夏人了解到範仲淹在延州的防禦部署之後，互相警告說：“如今不能再輕視延州了!小範老子(指範仲淹)胸中自有數萬甲兵，不比大範老子(指範雍)可欺啦！”
範仲淹在延州主持軍事時，還非常注意選拔將材。行伍出身的狄青作戰非常勇敢，臨陣之時常常披頭散發，頭戴銅麵具，在敵陣中殺進殺出，所向披靡。範仲淹對狄青非常賞識，不僅給予優厚的待遇，還授予他《左氏春秋》，並對狄青說：“將不知古今，匹夫之勇而已。”狄青在範仲淹的教導之下，努力讀書，精通秦漢以後諸將帥的兵法，成了一名智勇雙全的將領，為大宋王朝立下赫赫戰功，後來官至樞密使，這一切，都與範仲淹的栽培密不可分。
範仲淹還善於采納別人的意見。當時，挪州(今陝西富縣)判官種世衡說：“延州東北二百裏，有故寬州，請依其廢壘而建城，以當敵寇，右可固延州之勢，左可致河東之粟，北要圖銀、夏之舊。”範仲淹便依照種世衡的建議，在寬州城廢址上修建青澗城(今陝西清澗)，在那裏興營田，招商賈，聽民互市，以通有無，並以種世衡知青澗城，使其成為抵禦西夏的重要堡壘。
為了減輕關中老百姓運輸軍糧之苦，範仲淹上奏朝廷說：“關中民苦於遠輸糧草，請陛下下詔建鄜城縣為軍，凡河中、同州(今陝西大荔)、華州(今陝西華縣)中下戶租稅均運至其地，以減少百姓路途之苦。”宋仁宗接受了範仲淹的建議，並命名鄜城縣為康定軍。
範仲淹守邊期間，非常愛惜士卒。相傳，範仲淹曾以黃金鑄了一個信箋筒，其上飾以七寶，每得朝廷敕詔命書，即貯之筒中。後來，一個跟隨範仲淹多年的老卒將其盜去，範仲淹知而不究。到了後來，一個叫袁桷的人題詩範仲淹像，詩雲：
甲兵十萬在胸中，赫赫英名震犬戎。
寬恕可成天下事，任他老卒盜金筒。
對其寬厚善良進行了熱情地謳歌，從中也可以看出範仲淹愛惜士卒不隨意懲罰他們的一般情形。
在對西夏用兵的策略上，範仲淹與韓琦有不同的主張。韓琦主張會兵出擊，以攻為主；範仲淹則主張重防禦，以守為主。但韓琦是當時有名的軍事統帥，名氣遠比範仲淹大，朝廷往往采納韓琦的建議，結果總是招致敗績。
宋仁宗康定元年(1040年)，在韓琦的建議下，宋仁宗下詔準備大軍討伐西夏。到了宋仁宗慶曆元年(1041年)春天，仁宗下令大軍進發，討伐西夏。範仲淹上奏說：“正月內起兵，軍糧馬匹，動逾萬計，入險阻之地，遇上塞外雨雪大寒，則士卒馬匹必然暴露僵仆，使賊有機可乘，所傷必眾。今鄜、延諸州城壘、兵甲、糧草、士馬攻守之計已嚴整有序，不患賊至矣!請等春暖之時出師，那時賊馬瘦人饑，其勢易製，又可擾亂其耕種之事，絕無大獲，亦不至於有他虞哉。”對於範仲淹所言，宋仁宗全部采納，令夏竦、韓琦、範仲淹伺機出兵。
範仲淹為了孤立元昊，不斷地招納周圍的少數民族，使其為宋所用，他將自己的想法上奏朝廷說：“前陛下下敕令臣招納蕃族首領，臣跡遣人探問其情，蕃族有通朝廷之意。為了使其不至於僭號而又能修時貢之禮，宜留鄜、延之路以為通道，領諸將勒兵備器，賊至則擊。乘討伐未行之機，容臣示之以恩義，歲時之間，或可招納。不然，臣恐隔絕情意，偃兵無期。若用臣策，歲月無效，然後徐圖舉兵，先取綏、宥，據其要害，屯兵營田，為持久之計。如此，則茶山、橫山一帶番、漢人民，懼大宋兵威，可以招降，即使有竄奔者，亦是去西夏一臂，拓疆禦寇，則無輕舉之失也。”仁宗下詔悉聽範仲淹所奏。