1999年范植伟为张作骥发掘，与同样是影坛新人的李康宜 在《黑暗之光》中担纲主演。2002年在电影《咸豆浆》中出演主角演泽启文，凭此夺得第24届法国南特影展最佳男主角 ；同年出演电影《美丽时光》中小伟一角，11月凭此夺得新加坡电影节最佳男主角亦入围第39届金马奖最佳男主角，他在《美丽时光》的演出引起导演王家卫的青睐，被泽东电影公司签约旗下，与梁朝伟、张曼玉等人属同一公司 。2003年迷上重金属音乐，与杨佑宁一同组成业余摇滚乐队，出演音乐舞台剧《地下铁》，并在其原声大碟中录一些歌曲 ；同年主演电视剧《孽子》，剧中扮演李青一角，在学校内与好友发生同志关系，给父亲赶出家门，戏中出现多场内心戏，凭借此角色提名第38届台湾电视金钟奖连续剧男主角，开始在台湾以外的影圈渐为人熟悉。2004年开始淡出演艺圈。2006年在家乡竹东镇信义路开设一间华山撞球场，并游学新加坡。在2008年撞球场生意日渐发展之时又将一半的股权转让，复出影坛，开始新的演艺计划。2010年与泽东公司解约 ；4月因不当发言及负面新闻，导致形象严重受创；6月其主演的《就是要香恋》正式首播，虽然范植伟一反以往忧郁小生的形象，在剧中演绎阳光男孩的表演虽获剧组及观众肯定，但是受范植伟此前失言风波困扰以及在多部偶像剧同时夹击下收视低迷 ；10月范植伟首度与内地导演孟京辉合作话剧《柔软》 。2011年在电影《爱情斗阵》出演主角李博文 。2012年在电影《岁月无声》中出演主角马卫国 。2013年范植伟迁居北京，签约内地经纪公司。2014年7月，主演都市情感电影《我想结婚的时候你在哪》 ；11月，在《奇妙世纪》中一人分饰两角，分别饰演了事业型男和爱妻子的居家好男人 。2015年5月，主演悬疑惊悚片《张震讲故事》 ；12月，主演电影《一路向爱》 。