荐为秀才，数月之后升任云中太守。
闪回结束，云中府衙。
门将来报太守廉范：匈奴大举进兵入关，烽火连天，势不可当，请令定夺。
廉范闻报，遂命擂鼓聚将，与群僚计议应敌之策。
属吏建议：依照汉朝旧例，各边镇若遇来犯之敌，且人数超过五千，各镇就应发书向邻郡求救。今匈奴来势凶猛，势不能敌，请发救书于邻郡，是为上策。
廉范：诸公此非善计。既是敌势迅猛，若见我请求别郡之兵来援，必知城中兵寡势弱，反并力攻打，救兵何及？公等勿忧，且看某以计退之。
遂布置四门守卫，亲率士卒上城御敌。
不一时探马来报：敌骑至矣，距城只有二十余里。
廉范抬头看天，见夕阳已落，晚霞渐隐，正是傍晚时节。由是传令：命城上所有士兵，各绑两个火把点燃，高举过顶，来回摆动，不得违误。
一声令下，无数火把燃起，遍布四面城墙，宛若游龙，灿如繁星。
天色黑透之时，敌骑大至。远见城上火光甚盛，以为汉兵救援已经到来入城，由是不敢夜间攻城，权且扎下营盘。各部大人相互商量，震惊欲退。
廉范在城头仔细观察，见匈奴兵阵角旗帜移动，知道是要退军。于是尽出库中牛酒，犒劳士兵，并传将令：众军饱餐战饭，然后击鼓鸣角，开城杀出！
时当凌晨，云中城门大开，汉军尽出，声喊如雷，地动山摇，冲向敌阵。
匈奴军正在惶惑迷离之际，不知有多少兵马来袭，遂上马奔走，不成队伍。
汉军奋勇追击，杀敌数百；匈奴自相践踏，倒是死伤逾千，一口气奔逃塞外，帐房辎重等军资尽为汉军所得。
从此匈奴无人不知廉范大名，不敢再轻易侵犯云中。
捷报入京，汉明帝大喜，下诏重赏太守范廉，褒奖云中所有将士，汉军威势大振。其后不久复又下诏，迁升廉范为武威、武都两郡太守，给予双俸待遇。
廉范在任期间，皆随当地风俗，教化训导百姓，政绩卓着，被朝廷称为能臣干将。
云中大捷之后，永平十七年。
汉明帝派遣窦固、耿秉、刘章三将，西出敦煌昆仑要塞，