吕范年轻时只是一名汝南郡的县吏，但是仪表过人。城里有刘姓人家，家境富裕而且女儿非常美丽，吕范前往求亲，刘氏的母亲嫌弃吕范，不愿意答应婚事，但是刘氏却说：“您认为吕子衡会是个长久贫困的人吗？”其意是指，吕范的“容观姿貌”乃是贵人之相，于是决定下嫁于他
后来，吕范避难至寿春，结识了当时在袁术手下效力的孙策，孙策认为吕范与众不同，以礼相待。于是吕范将自己的百余名门客交由孙策指令，自此跟从孙策。当时孙策的母亲吴夫人身处江都，孙策派遣吕范迎吴夫人回曲阿，让母亲暂栖于舅氏吴景之处。徐州牧陶谦认定吕范是袁术一方的内应，下令各县通缉吕范。吕范知情后，亲自招募能手，引领门人偷偷将吴夫人接走，再迅即回到孙策之处，成功完成使命。
当时孙策还未建立功业，手下就只有吕范和族人孙河经常跟随左右，二人常为孙策四处奔走，不避危难。渡江取夫人，就是其中一例。正因如此亲密的关系，孙策亦视吕范为至亲，每每请其赴宴，便与吴夫人一起饮食，并不紧执君臣之礼。
吕范之后跟随孙策攻破庐江郡，随军东渡长江，向江东地区进军。吕范率军在横江、当利一带击败扬州刺史刘繇的部将张英、于麋等人，南下攻陷至丹杨、湖孰，受领湖孰相。孙策攻克秣陵、曲阿后，收编了原下邳国相笮融及刘繇余部，增派给吕范兵士二千及马五十匹。此后，吕范出任宛陵县令，击败丹阳贼寇。回到吴郡后，升任都督。
其时下邳陈瑀自号吴郡太守，据地自守，屯于海西，并与当地豪强严白虎勾结。于是孙策亲自带兵征讨严白虎，另遣吕范与徐逸攻打陈瑀，吕范军队大败敌军，并且斩下大将陈牧的首级，陈瑀败投袁绍。此后吕范跟随孙策攻打在陵阳的祖郎、驻守勇里的太史慈，先后平定七个县，拜为征虏中郎将，又出征江夏郡。回军后，平定了鄱阳地区。
后来，魏将曹休、张辽、臧霸率军进攻东吴，吕范率领徐盛、全琮、孙韶等将领，以水军在洞口县一带拒敌。其时吕范受封前将军、假节，并改封南昌侯。可是当时前线遭逢大风，吕范等所部水军在当天夜里漂到了长江北岸，遭到张辽、王凌等人的攻击。吕范所部的船只相继倾覆，士卒纷纷临阵战死、堕水受溺，死者数以千计。吕范无奈，只得撤军还守。回师之后，吕范仍被任命为扬州牧。
建安五年（200年），孙策病逝，吕范回到吴郡奔丧。此后孙策的弟弟孙权接掌东吴势力，继承军队，再征江夏，吕范奉命与重臣张昭留守根据地吴郡。
在建安十三年（208年）的赤壁之战中，吕范跟随周瑜破敌有功，战后官拜裨将军，领彭泽郡太守，受彭泽、柴桑、历阳三地奉邑。
之后，刘备亲自来到建业，与孙氏结为姻亲，吕范曾建议软禁刘备，然而其计最终没有实行。此后，吕范迁任平南将军，屯军于柴桑。
建安二十四年（219年），当孙权正要背盟偷袭刘备驻守荆州的大将关羽前，曾到过吕范的家跟他说：“如果当初听从你的建议，今天就不必劳师动众了。如今我将逆流攻讨关羽，你要帮我守卫好建业。”结果孙权成功讨破关羽，之后回师，迁都武昌。吕范拜为建威将军，封宛陵侯，领丹杨太守，治理旧都建业，并监督扶州以南直至南海地区一带的军队，食邑溧阳、怀安、宁国。
吕范好威仪，诸士族子弟如陆逊、全琮等人，都对他恭敬有礼，不敢有轻佻的行为。吕范的居所及身上的服饰，在当时很奢侈，但他勤劳做事奉守法度，所以孙权喜爱他的忠勤，并不责怪其挥霍。
有人在孙权面前离间说吕范与大将贺齐的装饰美好绮丽，与王者之服相似，孙权说：“当年管仲有越过礼仪的过错，而齐桓公宽容的对待，无损于霸业。如今子衡、公苗（贺齐字），并没有夷吾（管仲名）的过失，只是装备的器械精良，舟车队列严整罢了，这只是用作改变军容，对统治有什么损害呢？”那个人于是不敢再说了。
黄武七年（228年），吕范被孙权授为大司马。印绶尚未下发，吕范便已经因病逝世。孙权闻讯后，为其素服举哀，并遣使者追赠大司马印绶。
黄龙元年（229年），孙权还都建业，途径吕范坟墓，仍忍不住悲呼：“子衡！”并为之泪流不止。回都之后，更下令以太牢之礼（古时天子祭祀社稷天地所用的大礼）祭祀吕范。
吕范死后，由次子吕据（其长子早逝）袭爵。
吕据曾经多次征讨山越，各处深险僻峻之地，只要他去攻打都能取胜。黄龙三年（231年），吕据跟随太常潘濬讨伐五谿（古代少数民族），再次立有战功。赤乌四年（241年），车骑将军朱然进攻樊城，吕据与朱异攻破樊城的外围，回师后被任命为偏将军，入朝补任马闲右部督，升任越骑校尉。
太元元年（251年），因大风使长江水涨泛滥，渐渐淹到城门，孙权派人观察水情，只见惟有吕据派人备置大船防备魏国进犯。孙权对他进行嘉奖，任命他为荡魏将军。
孙权重病卧床时，任命吕据为太子右部督。太元二年（252年），孙权去世，太子孙亮即位，任命吕据为右将军。建兴元年（252年），魏国出兵攻打东兴，吕据率军奔赴东兴抗击魏军，再立战功。建兴二年（253年），孙峻杀死诸葛恪，升任吕据为骠骑将军，兼管西宫事务。五凤二年（255年），吕据为假节，与孙峻等进攻魏国的寿春，回军途中遭遇魏将曹珍，在高亭将其击败。
太平元年（256年），吕据率军攻打魏国，还未到淮河，就听说孙峻已死，孙峻的堂弟孙綝接替其职位，专擅朝政，吕据大怒，立刻率军返回，意图废除孙綝。孙綝得到消息后，派中书捧着皇帝诏书，命令文钦、刘纂、唐咨等人攻取吕据，又派堂兄孙宪率领“都下兵”在江都迎击吕据。吕据手下的人劝他投降魏国，吕据说：“我耻为叛臣。”于是自杀。孙綝诛灭了他的三族。
吴景帝孙休即位，吕据等人得到平反，并被加以改葬和祭奠。