后来在刘备宣布起义之后，廖化毫不犹豫的选择了加入刘备。廖化担任主簿一职，在当时这个职位是极为重要的，即使在很多人看来这不过就是一个文职。要知道主簿一职是帮助领导处理好队伍的相关事宜，所以一般来说担任这个职务的人都称得上是领导的心腹。
关羽被后，廖化的命运也发生了改变，当时的廖化正在关羽门下，此时的廖化被俘虏，不过后来廖化在东吴的境内，先装病，后来装作去世，再之后就回到了蜀汉。这一消息被刘备所得知后深受感动，于是接连对他的官职进行了提升。
由此廖化的官职不断上升，先后担任了太守、别督等职务，虽然他官职换的比较勤，但是无论在哪一个岗位上面，他都能够出色的完成上级所下派的各项任务。刘备去世后，廖化仍然为蜀汉尽心尽力，不仅如此，廖化在私下里常常根据王朝所处的局势做出相应的部署与准备工作。
公元261年，他已经达到了70余岁的高龄，但即使在这样的情况之下，他依然选择在王朝中担任一定的职务。即使是到了刘禅即位后，廖化仍然是当作先锋的，这就有了蜀中无大将，廖化作先锋的俗语。这也说明了蜀汉后期人才的匮乏。
公元263年，面对曹魏的又一次进攻，这位已达70高龄的老将军再次率部前去迎战。没想到正是因为如此，他却成为了后世无能的代表，大多数人认为如果他真的有能力，就不会在70岁的时候再次奔波与厮杀，从这一点来说，廖化受到了后人们的嘲笑。
