章武二年（222年）春，刘备亲自带兵讨伐东吴，在秭归遇到廖化。刘备看见廖化很高兴，就给了廖化个宜都郡太守的职务。随后刘备进军至夷道县猇亭，让廖化做别督，跟陆逊率领的吴军相持不下。可是这年6月，刘备还是被打败了，廖化跟着刘备回到了蜀地。
章武三年（223年）四月，刘备在白帝城病逝，次月，刘禅登基继位，改元建兴。廖化升任丞相参军，后来又为广武都督，阴平郡太守。
延熙元年（238年）九月，廖化领兵攻打魏国守善羌侯宕蕈驻守的营寨，魏国的雍州刺史郭淮派遣广魏郡太守王赟、南安郡太守游奕率兵救援，王赟、游奕各自率兵分别从东西两面分兵合进，想要夹击廖化的部队。不过这样一来却暴露了兵力分散的弱点，游奕的部队不少营寨更是驻扎在非险要之处，廖华抓住这个机会猛攻，击败游奕，王赟也在战乱中中箭身亡。
这一次战斗廖化大放光彩，赢得非常利索。这也是廖化唯一一次单独领兵打仗。廖化其余的战斗都是在主帅的派遣下完成的任务性战斗。
