原籍客家的范植偉成長於台灣新竹縣竹東鎮,家有4兄弟姊妹,他排第3,不到16歲時隻身到台北華崗藝術學校夜校部念戲劇,唸書時曾當起臨時演員,在電視劇中出演只有一兩句台詞的閒角,1997年在《春光乍洩》偶爾出現銀幕上,直至1999年與友人到導演張作驥的電影工作室試鏡,獲邀參與電影《黑暗之光》的演出,正式踏出銀幕之旅。
在《黑暗之光》中,范植偉扮演一位外省老兵的兒子阿平,母親早亡,阿平在軍校打架而被退學,老爸決定回大陸定居,把兒子交給昔日軍中好友、現在的黑道大哥照顧,但他一直叫人忘記這次演出,認為感情控制太幼嫩。此後接連主演了《晴天娃娃》、《車正在追》、《咸豆漿》、《美麗時光》等。
2002年成為他備受注目的一年。該年,他憑《咸豆漿》演澤啟文一角,奪得第24屆法國南特影展最佳男主角;同年11月以《美麗時光》而奪得新加坡電影節最佳男主角及入圍第39屆金馬獎最佳男主角。