范雷出生于黑龙江省的一个充满艺术氛围的家庭，自幼在父亲的熏陶下，对相声与舞台表演萌生了极为浓厚的兴趣。早在初中求学期间，他便积极参与文艺活动，其演出的相声作品凭借出色的表现，在黑龙江省举办的中小学文艺汇演中一举夺得表演与创作的双项一等奖。一九九零年，在父亲恩师、著名曲艺家黄枫的认可与引荐下，范雷正式拜表演艺术家黄宏为师，成为了其门下弟子。此后，在恩师黄宏的悉心指导与帮助下，他成功考入中国北方曲艺学校，接受了系统而专业的曲艺教育。在校期间，得益于田力禾等众多资深老师的谆谆教导，范雷奠定了坚实的专业基础，由此正式开启了自己专业的曲艺艺术生涯。 从业以来，他不仅活跃于各类舞台，参与大量演出，还积极投身于创作，推出了众多深受观众喜爱的文艺作品，在业内获得了广泛的认可与好评。其作品及表演才华在多项重要赛事中得以展现，曾多次在全军及全国范围的相声、小品比赛中荣获重要奖项。此外，因其在专业领域的突出贡献与优异表现，范雷曾先后六次荣立个人三等功，这些荣誉记录了他艺术道路上不懈的努力与取得的显著成就。
一九九八年，这位演员登上了中央电视台春节联欢晚会的舞台，与范明、赵亮、林永健等几位知名艺人共同合作，精彩演绎了小品《东西南北兵》，赢得了观众的广泛好评；就在同一年，他还在总政治部主办的双拥晚会上亮相，参与了小品《三峡情》的演出，进一步展现了其在喜剧表演领域的才华。时间来到一九九九年，他再次登上春晚，与孙涛、林永健携手，为全国观众带来了幽默风趣的小品《真情三十秒》。进入新世纪，二零零一年，他与演员吴军合作，共同主演了个人演艺生涯中的第一部电视剧《好兵炮娃》，在剧中他生动地塑造了张荣这一角色，开启了在电视荧屏上的精彩旅程。次年，即二零零二年，他出演了个人首部军旅题材的电影《枪手》，在片中饰演性格鲜明的三班长，给观众留下了深刻印象。二零零四年十一月十三日，他参与拍摄了一部反映革命历史的故事影片《太行山上》，并在其中成功饰演了队长崔二旦这一重要角色。二零零五年，他转向轻喜剧领域，参演了作品《别活得太累》，出色地诠释了小林这个人物。二零零六年是其演艺事业的一个重要节点，他与王宝强、段奕宏、张国强等实力派演员联袂主演了军旅励志剧《士兵突击》，他所饰演的五班长老马，虽然是一个起初并不起眼的老兵角色，但其温驯中透着执着、卑微中坚守尊严的复杂形象，通过他精湛的演绎变得格外鲜活，深深打动了无数观众。二零零七年七月，他参与了国内首部魔幻题材情景喜剧《糊涂小天使》的拍摄，在剧中他大胆尝试了多种造型，饰演了机关小科员傅民，展现了其表演的可塑性。二零零八年三月十九日，他投入了由著名导演康洪雷执导的现代军旅剧《我的团长我的团》的拍摄工作，在剧中饰演了马大志一角。到了二零零九年，他凭借在春节联欢晚会上演出的小品《水下除夕夜》中的出色表现，一举荣获了“我最喜爱的春晚节目”评选语言类节目的一等奖，这无疑是对其舞台表演能力的极高肯定。
二零一零年一月三十日，范雷与王宝强携手合作，其参演的战争题材电视剧《为了新中国前进》于中央电视台一套正式播出，他在剧中生动塑造了罗志英这一角色；同年三月三十一日，在侯亮执导的惊悚悬疑电影《囧探佳人》中，范雷一改往日深受观众喜爱的军人形象，转而饰演了一位在案情侦破过程中起到关键推动作用的老中医周子儒；六月三日，他再度脱下军装，主演以汶川抗震救灾为背景的电影《日照512》，成功挑战了那位朴实而善良的农民刘正涛；八月十八日，范雷客串出演为建党九十周年献礼的电影《建党伟业》，饰演护卫军营长，又一次回归军人角色；九月十八日，他与彭玉、李崇霄联袂主演了被称为“中国老人”的情感剧《谁来伺候妈》，在此剧中他尝试演绎充满生活情趣的小人物，出色扮演了出租车司机林国强；十一月四日，范雷出演一部神话题材作品《仙女湖之墨仙》，在片中饰演刘大饼；此外，在同一年内，他还在范伟领衔主演的都市喜剧片《雷哥老范》中穿上厨师服装，塑造了反面角色秦琼。二零一一年二月二十七日，在李威执导的现代家庭伦理剧《深白·再婚进行时》里，范雷饰演了关云山一角；三月十五日，他主演家庭情感剧《家产》，扮演霸道无理的高三国；六月，范雷主演由单联全执导的都市情感剧《我和丈母娘的十年“战争”》，在剧中饰演一位开出租车的司机刚子；十一月三日，在中国兵工行业题材的电视剧《枪神传奇》中，他以最为真实和质朴的本色演绎了红军战士柳宝。二零一二年九月，范雷参与拍摄荆小尧执导的青春时尚喜剧《青春不够用》，饰演心地善良的大好人牛金山；十一月十五日，他客串出演警察故事系列电影《警察故事2013》，与成龙在二十多层的高楼楼顶上演了一场惊心动魄的抓捕罪犯戏份；同年，他与周炜、曹海涛合作表演的小品《一座大山三个兵》，荣获了“立白杯”二零零四北京相声小品邀请赛的“小品专业组一等奖”。二零一三年二月二十七日，范雷参与农村题材剧《油菜花香》的拍摄，在剧中饰演一位口吃却十分痴情的男子詹福禄；八月十日，他主演了一部轻喜剧电影《水煮金蟾》。二零一四年三月三十一日，范雷搭档张一鸾，主演抗日题材电视剧《烽火英雄传》，在剧中饰演游七这个小混混角色；同年，他还出演了王振宏执导的情感作品《樱桃红之袖珍妈妈》，所扮演的杜兵是一个典型的“妻管严”式小男人；三月六日，由鲁坚执导的剧情片《卒迹》举行首映，范雷在片中饰演了主人公李二卒。
二零一五年，范雷与陈小艺、刘之冰等演员共同主演了都市情感剧《木兰妈妈》，他在剧中塑造了单身角色年朝阳的形象。进入二零一六年十一月，他参与了由蔡晶盛导演执导的古装仙侠题材作品《古剑奇谭贰》，并成功诠释了慧明这一人物。二零一七年，范雷再度投身古装剧领域，参演了曹盾执导、易烊千玺与雷佳音领衔主演的古装悬疑剧《长安十二时辰》，在剧中他化身为性格狠厉的狼卫图格鲁，给观众留下了深刻印象。二零一八年五月，他加入了韩青执导、郭晓东与吴谨言共同主演的都市美食甜宠刑侦剧《你是我的答案》的拍摄；同年三月，由刘猛执导的武警特战题材剧《利刃出击》于江苏卫视首播，范雷在剧中生动演绎了薛建宝一角；随后的十一月，他又主演了马志宇执导、周峻纬与何晟铭领衔的都市刑侦剧《请不要为所欲为》，进一步展现了其在刑侦题材作品中的表现力。 二零一九年七月，范雷主演了赵春梁执导的体育励志电影《最好的青春》，在片中他饰演顺子的父亲张建设，呈现出一位父亲深沉而坚韧的形象；同年一月，他与丁海峰、王佑硕共同主演的当代农村轻喜剧《温暖的村庄》在山东卫视与宁夏卫视播出，范雷生动塑造了王不开这一充满乡土气息的角色；此外，他在同年还主演了孔二狗执导的犯罪动作片《东北往事之二十年》，饰演了片中关键人物李四；十一月二十二日，由他主演的爱情悬疑剧《漫长的告别》正式播出，为其作品序列增添了新的类型。二零二零年五月八日，范雷主演的文化扶贫生活轻喜剧《遍地书香》于北京卫视与观众见面；同年十一月，他参演的时代报告剧《石头开花》开播，在剧中他饰演了村主任李六根，真实再现了基层干部的形象。 二零二一年四月七日，范雷主演的电影《战疫时期的爱情》在腾讯视频平台独家播出；五月二十五日，他出演的重大革命历史题材剧《光荣与梦想》在北京卫视、东方卫视及腾讯视频、爱奇艺、优酷等多个平台同步播出，影响力广泛。六月十三日，他参与了电视剧《百炼成钢》的相关工作；十月二十一日，由他主演的重大革命历史文献纪录电影《东北战场的抉择——七道江会议》在吉林省白山市正式举行开机仪式，标志着该片进入拍摄阶段；此外，他还参演了电视剧《号手就位》，持续活跃于影视创作一线。
二零二二年五月二十六日，由范雷担任主演的影片《江湖三十年》于浙江横店影视城正式举行开机仪式。同年八月二十八日，电影节主委会对外公布了活动嘉宾阵容，范雷受邀出席第十七届中国长春电影节闭幕式暨颁奖典礼，并在典礼上担任最佳剪辑奖项的颁奖嘉宾。进入九月，其参演的作品《勇士连》确定于九月二十四日在各大网络平台进行首次全网上线播出。十一月四日，范雷特别出演的一部聚焦医疗领域与情感关怀的电视剧《谢谢你医生》正式与观众见面；随后在十二月二十三日，其参演的另一部电视剧作品《破晓东方》也如期播出。 时间来到二零二三年，三月十四日，范雷参演的电视剧《他是谁》登陆荧屏。四月七日，一部融合了民俗元素与悬疑情节的电影《东北五仙》在网络平台上线，范雷在其中亦有出演。同年五月十二日，其参演的电视剧《卧底警花》播出。六月，由范雷领衔主演的《时光代理人》正式开机拍摄。十月十一日，另一部有其参与的电视剧《梅花红桃》播出。至十二月二十一日，范雷参演的电视剧《三大队》也正式宣告开播。 进入二零二四年，范雷的演艺活动依然活跃。二月六日，其参演、由白敬亭与金晨共同主演的电视剧《南来北往》在中央电视台电视剧频道（CCTV-8）播出。四月十五日，由万里扬执导，李现、任敏领衔主演的近代革命题材电视剧《群星闪耀时》于湖南卫视及芒果TV双平台同步播出，范雷在剧中饰演了角色。六月十九日，其参演的电视剧《时光代理人》播出。七月十二日，范雷参演的电影《情暖梅溪》登陆全国院线；紧接着在八月九日，其出演的另一部电影作品《如果爱就表白》也正式上映。九月二十一日，由范雷主演的电影《背背篓的网球少年》在线上平台首发。十月十九日，其参演的电视剧《依依向北风》如期与观众见面。 展望二零二五年，范雷已确定参演的电影《蛟龙行动》定档于一月二十九日在全国影院公映，这标志着其艺术旅程的持续延伸与新的篇章。
其父范冠军是“北大荒文工团”内知名的快书及相声表演艺术家。
2002年8月1日，范雷和谢莉正式登记结婚。范雷写真照