范植伟出生于台湾新竹县竹东镇，是一位地道的客家子弟。1996年，他独自一人离开家乡竹东，前往台北的华岗艺术学校就读，进入该校夜间部的戏剧系学习。在校求学期间，为了积累实践经验并维持生计，他开始从事临时演员的工作，在一些电视剧里扮演仅有寥寥数句对台词的小角色。1997年，当国际知名导演王家卫来到台湾拍摄电影《春光乍泄》时，范植伟有幸参与其中，在片中饰演了一个没有姓名的路人甲角色，这成为他早期演艺生涯中一次难得的经历。
一九九九年，当时尚属新人的范植伟被导演张作骥发掘，与同样初涉影坛的李康宜共同担纲主演了作品《黑暗之光》。随后，他在《黑暗之光》中饰演了阿平一角。二零零二年，范植伟于电影《咸豆浆》中出演主角启文，凭借这一角色成功夺得第二十四届法国南特影展最佳男主角奖；同年，他还在电影《美丽时光》中饰演了小伟，并于十一月凭此角色获得新加坡电影节最佳男主角奖，同时入围第三十九届金马奖最佳男主角。他在《美丽时光》中的出色表演引起了著名导演王家卫的注意，随后被泽东电影公司招至麾下，与梁朝伟、张曼玉等知名演员成为同门。在《美丽时光》中，他再次饰演了名为小伟的角色。二零零三年，范植伟迷上了重金属音乐，与杨佑宁一同组建了一支业余摇滚乐队，并参演了音乐舞台剧《地下铁》，还在该剧的原声大碟中录制了数首歌曲；同年，他主演了电视剧《孽子》，在剧中扮演李青一角，其角色因在学校内与好友发生同志情感而被父亲赶出家门，剧中包含了多场深刻的内心戏，范植伟凭借这一角色提名第三十八届台湾电视金钟奖连续剧男主角，并开始在台湾以外的影视圈逐渐获得知名度。在《孽子》中，他正是饰演了这位李青。二零零四年起，范植伟逐渐淡出了演艺圈。至二零零六年，他在家乡竹东镇信义路开设了一间名为“华山”的撞球场，并前往新加坡进行了游学。
在2008年，当撞球场的经营逐渐步入正轨、生意日益兴旺之际，范植伟却选择将其所持的一半股权转让出去，以此为契机重新回归影视圈，并着手开展一系列新的演艺事业规划。进入2010年，他正式与泽东公司解除合约；同年4月，由于一次不当的公开言论及相关负面新闻的传播，其公众形象遭受了严重的损害；到了6月，由他担纲主演的电视剧《就是要香恋》正式与观众见面，尽管范植伟在剧中一改往日忧郁小生的戏路，尝试演绎一位阳光开朗的男孩，其表演也获得了剧组同仁和部分观众的认可，但受制于先前的失言风波影响，加之同期多部热门偶像剧的激烈竞争，该剧的收视表现始终未能达到预期，整体反响较为低迷；同年10月，范植伟首次与内地知名导演孟京辉合作，参演了话剧《柔软》。此后，他在多部作品中反复塑造了“齐邻”这一角色，例如在《就是要香恋》中饰演齐邻（左），在《就是要香恋》中再度诠释齐邻，在《就是要香恋》与《就是要香恋》中均以齐邻（右）的形象出现，并在《就是要香恋》、《就是要香恋》、《就是要香恋》、《就是要香恋》以及《就是要香恋》（左）中持续出演了这一人物。2011年，他于电影《爱情斗阵》中出演主角李博文。2012年，则在电影《岁月无声》中担纲主演，饰演马卫国一角。2013年，范植伟将生活与工作重心转移至北京，并正式签约了一家内地经纪公司，以此开拓在内地的演艺事业。2014年7月，他主演了都市情感题材电影《我想结婚的时候你在哪》；同年11月，在作品《奇妙世纪》中挑战自我，一人分饰两角，同时演绎了专注于事业的精英型男和体贴妻子的居家好男人两种截然不同的形象。2015年5月，他主演了悬疑惊悚片《张震讲故事》；同年12月，又主演了电影《一路向爱》。时间来到2018年，由他主演的惊悚动作片《古墓兽影》正式迎来首播。直至2024年5月11日，其主演的电影《迅兽》于影院上映。此外，在《迅兽》中，他饰演了名为方辰的角色。
二零一零年四月，艺人范植伟在其个人社交平台facebook上公开了一个标题为“2003”的相册，其中包含两张他与前女友王心凌早年拍摄的亲密合照。同月二十三日，范植伟在接受媒体访问时，进一步谈及自己与王心凌过往的恋情细节，不仅承认在交往期间曾对女方有过公开的粗暴行为，还透露了对方的私人情感经历。此举随即引发舆论哗然，王心凌所属经纪公司迅速发表声明，表示将就范植伟涉嫌妨害名誉的行为提出法律诉讼。事件在台湾演艺圈内持续发酵，包括于美人、李明依等多位颇具影响力的艺人均公开表态，对范植伟的行为予以严厉谴责。与此同时，大量网民也在网络空间中对范植伟展开集体批评，纷纷呼吁抵制其即将播出的影视作品，以此表达不满。面对各方压力，范植伟随后公开对其动手打人及泄露隐私的行为表示歉意，但不久后他又在个人facebook页面上写下“好想再抱抱王心凌”等文字，再次引发公众的广泛争议与批评。时隔不到一年，二零一一年一月，有新闻报道指出范植伟在向女模特柯佳青表白遭拒后，情绪失控之下连续掌掴对方，据称前后多达二三十个耳光。这一消息曝光后，范植伟再度成为舆论集中指责的对象，其演艺事业也因此蒙上浓重阴影，前景备受质疑。随后，事件当事人柯佳青通过渠道作出澄清，声明相关报道内容均与事实不符，她强调自己与范植伟仅为普通朋友关系，并不存在所谓的追求与被追求之事。
范植伟的眼神蕴含着一种极为动人的力量，无论男女观众，都很难不被其深邃的目光所吸引。他仿佛是一个天使与魔鬼的混合体，身上兼具纯洁与叛逆的特质，形成了一种独特的、近乎致命的诱惑力。许多人评价他拥有梁朝伟年轻时的神韵，那种含蓄而富有故事感的气质。凡是观赏过其作品的观众，大抵都会对他那抹挥之不去的忧郁气息与那双会说话的电眼留下深刻印象。然而，范植伟本人并未沉溺于外在的赞誉，他始终保持着踏实而敬业的态度。尽管影迷们早已将他视为耀眼的新晋偶像，他却并不甘心仅仅依靠外表来赢得关注。于是，他主动选择以“偶像”之身，持续进行着“实力派”的演出。通过对每个角色的全心投入，他将自己的灵魂与生命力注入表演之中，凭借一步一个脚印的努力，扎实地奠定了自己在演艺圈中作为实力派演员的稳固地位。