。范筑先说：“我们是全民族抗战，应当协力救亡。有血气的中国人都不愿当亡国奴，我们要用抗日的道理说服他们，使他们成为抗日的力量。”他骑着自行车，走南闯北，说服、收编了一股股杂牌武装。仅半年光景，就收编和成立了35个支队、3路民军，约6万余人。
范筑先要求这些部队按八路军方法建军，每个支队都派政治工作人员，普遍建立了政治工作制度，还经常派人到八路军第一二九师冀南军区所在地南宫，进行参观学习。为了培养抗日干部，坚持持久抗战，范筑先亲自主持举办了军事干部训练班；又成立了政治干部学校，由范筑先兼任校长，由许多共产党员担任教员和政治指导员。学员经过抗日军政大学式的短期训练后，大多数被充实到各级抗日政权和游击部队中，成为鲁西北抗战的骨干力量。
范筑先多年戎马倥偬，身经百战，有着丰富的作战经验。从1937年11月到1938年9月，他亲自指挥过大小战斗近百次，沉重地打击了日军，使鲁西北抗日根据地得到巩固和发展。
1937年11月，日军一个骑兵侦察队窜入堂邑一带活动。范筑先立即派部队截击，并亲自带几十个人赶到聊城梁水镇埋伏，全歼了入侵的日军。
在收复范县的战斗中，年近花甲的范筑先曾率部两次攻入日军据守的县城。1938年3月，在第一次攻占县城后，敌调兵增援，架炮向抗日部队阵地轰击，范筑先率部在一座小庙前与敌对峙，炮弹落在他面前，溅了满身的泥土，他面不改色，一动也不动；又一发炮弹将屋顶掀起，他仍站在庙前沉着指挥，组织反击，再次攻入县城，歼灭许多日军。
1938年5月，千余名日军由济南猛攻濮阳，范筑先率部还击，毙敌百余名，缴获一大批战利品。7月，他又率部在东阿县黄庄设伏阻击日军运输队，击毁敌汽车30余辆，毙敌数十名，缴获满载大米的汽车13辆。
1938年，徐州会战期间，范筑先率部阻击了增援的日军土肥原师团。为了牵制济南的日军增援武汉，范筑先又组织了济南战役，一度占领济南西郊之张庄兵营，逼近济南商埠的纬七路。就在这次战斗中，他的次子、青年挺进大队长范树民壮烈殉国。噩耗传来，范筑先仍镇定地慰问部队，鼓励挺进大队的队员们继续战斗。他说：“抗日是长期的，不流血牺牲怎能换来胜利呢？”他又命20岁的二女儿范树琨继任挺进大队长。他劝慰夫人武治国说：“树民为国牺牲，是咱范家的光荣。不然，别人怎么会知道你有这样一个好儿子呢？”不久，他又将长子、长女、三女都送到延安抗大学习，表现了他忠于民族解放事业，誓死抗日救国的爱国精神。
范筑先曾派人到武汉，与中共中央在武汉的领导人取得联系，希望派人到鲁西北工作。中央很快派原红军师长袁仲贤等军事干部到鲁西北。范筑先高兴地说：“现在武有袁仲贤，文有张郁光，写文章有齐燕铭，再像八路军那样在部队里做政治工作，发动民众，我们定能坚持鲁西北抗战。”中共山东省委书记黎玉和八路军派往山东的同志，由延安去鲁南，途经聊城时，向范筑先交了毛泽东给他的亲笔信，信中对范筑先与共产党真诚合作，坚持敌后抗战给予高度的评价和赞扬。范看信后，紧握黎玉的双手，连声说：“你们这些人，都是人格极高尚的人。感谢共产党的关怀，感谢毛先生的关怀。”这年10月，他亲自主持召开了鲁西北军政联席会议，通过了《鲁西北抗战行动纲领》、《战时经济政策》和《整军方案》等文件，作为鲁西北地区的施政准则。会议还决定将30多个支队整编为4个纵队，范筑先兼任第四纵队司令。
1938年10月下旬，日军占领武汉后，即对华北敌后根据地进行“扫荡”。调集大批部队，在飞机、装甲车等现代化武器的配合下，自济南经东阿进攻鲁西北根据地的首府——聊城。范筑先立即召开军事会议，部署战斗任务，准备运用包围战术，歼灭敌人。但由于国民党顽固派的干扰和破坏，使这一计划落空了。
1938年11月4日，日军将范筑先部600余包围在聊城。范筑先率部应战，打退日军多次进攻。15日，日军在得到大批增援部队后，强行攻城。范筑先站在东城门楼亲自督战，双方血战多时，范筑先左臂负伤裹伤再战，又被敌机枪打断左腿。在敌众我寡情况下，城门被日军攻破。范筑先以民族大义为重，不愿被敌人俘虏，举起手枪自戕殉国，时年58岁。
1938年11月20日，中国共产党在延安为范筑先举行了追悼大会。1953年清明节时，聊城党政军民举行隆重的移灵仪式，将范筑先及其次子范树民的遗骸移葬于邯郸市晋冀鲁豫烈士陵园。