桓彦范出身谯国桓氏,为人慷慨豪爽。初以门荫入仕,早年历任右翊卫、卫尉主簿。后受到纳言狄仁杰赏识,先后担任监察御史、御史中丞、司刑少卿等要职。神龙元年(705年)正月,桓彦范联合敬晖、张柬之、崔玄暐、袁恕己等重臣发动“神龙政变”,拥戴唐中宗复