范延光门下有一个算命的叫张生，自称精通术数，范延光混的不好时，张生就预言范延光将来一定会成为将相，所以范延光发达之后，非常相信张生的话，无论范延光调到那里，都把张生带在身边。
有一天范延光对张生说：“我梦见了一条大蛇，从肚脐眼那里钻进肚子中，但钻到一半后又被拉出来丢掉，这是什么预兆？”张生说：“蛇这种东西，和龙是一类，进入腹中显然是帝王君主的预兆。”范延光听了，从此就萌生了非份窃位的念头（延光自是稍萌僭窃之意）。
后来范延光擅自杀死了齐州防御使祕琼，并且把祕琼的兵马收在自己那里，范延光的种种行为引起了石敬瑭的怀疑。
当时范延光有个叫孙锐的牙校，与范延光是老乡，范延光把所有的大事，都交给了孙锐。所以魏博六州的税收，没有一分钱交给朝廷，在和朝廷打交道时，一旦没有让自己满意，孙锐就在范延光面前说朝廷的坏话。
当初，朝廷派使者封范延光为临清王，准备请人吃饭时，范延光突然得了急病，直接卧床休息了十来天，孙锐便暗地里煽动小人（锐乃密惑群小）。召来了澶州刺史冯晖等人，逼迫范延光造反，范延光也被算命的张生所蛊惑（延光亦惑于术者），所以听从了他们的话。
范延光马上派孙锐和冯晖率领二万骑兵，抵达了黎阳。当时孙锐随行还带着十几个女人，拥着车盖拿着羽扇，一定要唱歌跳舞之后才能吃饭，将帅士兵因此都很无语并且完全没有斗志，不久便被石敬瑭的军队打败了，只好退回了邺城。
石敬瑭接着派杨光远来讨伐，范延光知道事情不能成功了，便杀了孙锐以推脱造反的罪过，并打发人带着降表入朝认罪，要求朝廷能够原谅自己，但石敬瑭没有答应。
就这样被围困了一年多，城里开始闹饥荒了，石敬瑭也因为军队很疲惫，百姓很劳苦，准备和解，于是派使者进城对范延光说：“你已经十分危急了，破城是早晚的事，你如果能洗心革面归顺于我，我会用大的藩镇来安置你；如果你归顺后我杀掉了你，那我怎么配拥有国家呢？苍天在上，可以为这话作证。”
石敬瑭是真的想和平解决，还赏赐给范延光可以免死罪的铁券，还封范延光为高平郡王。
范延光对门客李式说：“皇上讲究诚信，从不食言（言无不践），答应不会处死我，我就一定不会被处死。”然后范延光直接撤掉了守备，穿着素服请求投降。
过了一个多月范延光入朝觐见。范延光亲自上表请求免除官职，石敬瑭就答应范延光以太子太师的身份退休。范延光在京城住了一年，石敬瑭常常请范延光吃饭，待他与群臣没有区别。
一天，范延光上奏说，希望回到河阳老宅，想要颐养天年，石敬瑭立刻答应了他。范延光携妻带子，用车子装着各种奇物宝货出发回家，每经过一个州郡，都被守关的官吏盘查。
这时，杨光远镇守洛阳，并且还兼管孟、怀二州，杨光远既贪图范延光的钱财，又逐渐探明了朝廷的密旨，于是上奏说：“范延光是国家的奸臣，如果不管束牵制他，一定会向北逃往胡地，或向南跑到吴国，请命令他到西都居住。”石敬瑭马上答应了。
杨光远派他的儿子杨承勋带兵围住了范延光的房子，逼迫他自杀。范延光说：“圣明天子在上，赏赐我丹书铁券，准我不死，你们父子怎么能这样做？”
第二天早晨，杨承勋直接用刀剑驱赶范延光，命令范延光走到浮桥上，然后直接推入水中。杨光远还欺骗朝廷说“：范延光自己投河淹死了。”
水运军使曹千在郡城东面的缪家滩找到了范延光的尸体。石敬瑭听说了，就装装样子停止上班二天以示哀悼，并且下诏准许送回邺都安葬，又追赠范延光为太师。