公元六五六年)登第。历任知县，知州。唐武则天垂拱中(公元六八六年--六八八年)任鸾台凤阁平章(宰相)，始由陕西迁长安。
履冰相唐，忠谏敢言，不畏权势。武后欲篡李唐之天下，心忧胜急。与魏元同相，政见相亲，胜厚。履冰私谓魏元曰：「唐室将哀，武后之党日盛，将行篡逆之也，天下危也」。魏元曰;「此待时而观之。且今睿宗，看似聪俊，其作为如何，当难知晓。俟其时而谏之。」履冰曰：「上昏臣乱。恐时不待。」魏元曰：「武后之事篡逆未明，如武后逆天行事、李氏将不容也。吾等当善处之。」履冰曰：「仅如命。」
垂拱四年(公元六八八年)履冰上书言：「亲朋党，远小人，此国之福也。」并倡导任用贤能，罢黜贪官，为富强兵之策。睿宗不纳。继之，武后任用私党日盛。逐改永昌元年为载初元年(公元六八九年)一年三改元，履冰再上书谏之。武后则以坐举逆人故，於十月丁卯日，逮履冰下狱。武后逐徙李氏诸王，诛皇室宗戚。任用武后宗党。为篡夺李氏王朝作权宜之备武后欲行篡逆，先诛忠於李氏之臣，排除异己。於载初二年(公元六九0年)五月戊子日，处履冰以死难。九月，改国号曰周。逐改天授元年，履冰之忠谏可知矣。
哀哉，一代栋梁之臣，无罪而蒙难，则武后为剪除不顺己者耳。正所谓天下之忠谏直士献身以全名节者也。范履冰，生三子，长曰冬芬、字天香，号邦瑞，登进士，授宣州刺史。次曰冬倩，移居徒州。三曰冬昌，景云二年(公元七一一年)登弟。官授朝奉大夫，经略安抚史。