正始年间，桓范被任命为大司农，由于恒范与辅政大将军曹爽是同乡，因此，曹爽对恒范颇为敬重，但由于曹爽专权，两人的关系并不亲密，不过恒范毕竟心向曹魏，他见曹爽兄弟曾多次出游，心中担忧，因此，他曾对曹爽进行多次劝谏。恒范认为曹爽与曹羲兄弟二人，一人掌控朝政大权，一人掌管禁军，两人不应当一同出城，毕竟如果有人关闭城门，他们两兄弟都不能进城了。然而曹爽认为没有任敢做这样的事情，因此，他没有听从恒范的劝告。而恒范的话在正始十年正月初六得到了验证。当天，曹爽兄弟按照此前的安排，带着曹芳到洛阳城南九十里的高平陵祭祀曹叡，但就在他们出城之后，蓄谋已久的司马懿立即在洛阳城中发动政变，司马懿假借太后懿旨，以讨伐曹爽为由，迅速控制了洛阳城中曹爽的军事力量，与此同时，司马懿还率军截断回洛阳的路，逼迫曹爽投降。
在司马懿发动政变后，为控制曹羲的军队，司马懿假借太后懿旨，诏命桓范行中领军事以代替曹羲接管军队。本来桓范打算领命，但他的儿子认为皇帝在曹爽那边，胜算更大，因此力劝桓范不要与司马懿为伍，桓范权衡再三，最终改变主意要到高平陵寻找曹爽。然而在出行时，大司农属官全部都劝阻桓范，毕竟曹爽名声败坏，不得臣子的信任与重用，反倒是司马懿更可信一些，但桓范没听属官的建议，毅然决定出城。由于平昌门门候司蕃由他举荐，因此，他讹称得到诏命，从而成功出城。
恒范见到曹爽垂头丧气的样子，知道曹爽心中乱了分寸，于是拼命为他打气，希望他能振作精神，渡过难关。当时恒范称可以将皇帝迁到许昌，调外地军队和司马懿作战，但曹爽畏惧司马懿用兵的能力而犹豫不决。无奈之下，恒范又提供了另一种建议，他认为曹爽还有军队在附近，可以先将这些军队招过来，随后大军一同到许昌，许昌中有武器，可装备军队，而且大司农还被恒范带了出来，粮草问题也不用愁，不怕司马懿率军追来。只可惜，无论恒范如何规劝，曹爽与曹羲两兄弟都拿不定主意。在拂晓时分，曹爽似乎拿定了主意，他认为司马懿所谋的不过是兵权，天真的他以为只要自己交出了兵权，司马懿就会放过他。在这样的情况下，恒范纵然哭诉也没能挽回曹爽的心，就此高平陵之变以司马氏的胜利而告终，而恒范则与曹爽等并为一党，被诛三族。
