建安二十四年，蜀國進入軍事巔峰時期。劉備在西線發起與曹魏的爭奪漢中之戰，關羽在東線開闢第二戰場，向曹魏佔領的襄陽和樊城發起猛攻。蜀軍攻勢極為猛烈，樊城守將曹仁勢單力孤，難以支撐，形勢危急。
眼看大事不妙，有人建議曹仁：「今日之危，非力所支。可及羽圍未合，乘輕船夜走，雖失城，尚可全身」，眼看樊城守不住了，不如趁關羽還沒有合圍，乾脆趕緊逃跑吧。曹仁的副手滿寵卻極力反對：「今若遁去，洪河以南，非復國家有也。君宜待之」，讓曹仁固守待援，等候曹操援軍。
曹操緊急調派大將於禁，帶領三萬精兵馳援樊城。誰知當時適逢臨近的漢水秋汛，洪水暴漲，關羽因勢利導利用水攻計，於禁的部隊「七軍皆沒」，幾乎全被洪水沖跑。關羽水淹七軍，威震華夏，一步躍上軍事生涯的巔峰。
然而「月盈則缺，器滿則溢」，預料不到的事發生了。蜀國盟友東吳孫權，見利忘義，白衣渡江，出兵奇襲關羽的後方基地。關羽頓時首尾難顧，左支右絀，在兩國夾攻之下兵敗如山倒，被迫離開荊州，向西逃奔益州。
孫權早已布下天羅地網，對關羽志在必得。在距離益州僅僅幾十里的臨沮，關羽帶著殘兵敗將遭到吳國軍隊圍殲，遭遇全軍覆沒式的重擊。關羽和兒子關平被俘，被就地斬殺。
然而令人意想不到的是，關羽的部下將士中，有一個人卻僥倖保住性命。此人就是關羽手下一個文案小吏：主簿廖化。關羽帶著殘餘部下遭到吳國軍隊圍殲時，廖化見勢不妙，敵強我弱，不想就這樣白白送死，於是「乃詐死，時人謂為信然」，躺在地上的血泊中閉目裝死。
吳國軍隊殺掉關羽父子，已經立下蓋世奇功，心滿意足，沒有認真檢查打掃戰場，就匆匆撤兵回去向孫權報喜。東吳徹底取得了一場輝煌勝利，奪回荊州斬殺關羽，各地都沉浸在狂歡氣氛中。
廖化乘機鑽了個空子，神不知鬼不覺穿過吳蜀兩國邊界，星夜兼程跋山涉水，歷盡千辛萬苦，終於跑回成都，見到了劉備。劉備得知事情前因後果後，看著眼前的廖化衣衫襤褸傷痕纍纍，對他的忠心非常感動，當即封他為宜都太守，從一個名不見經傳的底層小吏成為一方封疆大吏。
就在關羽遇害的前後數年之內，蜀國武將集群接二連三經受挫折，黃忠、馬超、張飛相繼死去，只剩下一個老將趙雲。廖化作為蜀國第二梯隊武將，終於有了出頭之日，被提拔到帶兵出征的一線武將序列。
廖化參加了蜀國後期的諸多重要戰爭，如劉備的夷陵之戰，諸葛亮的平定南中之戰，諸葛亮六出祁山之戰，姜維九伐中原之戰，抵禦鄧艾鍾會伐蜀之戰等等，是蜀漢後期武將中不可或缺的骨幹力量。在五虎將凋零殆盡、後繼無人的時刻，廖化能夠挺身而出補上這個缺口，極大緩解了蜀國後期的人才荒，為蜀國的軍事國防領域貢獻良多。
先後升任廣武都督、陰平郡太守、右車騎將軍并州刺史，封中鄉侯，世人稱之為「前有王、句，後有張、廖」，與王平、句扶、張翼並稱為蜀國後期四大著名將領。《三國演義》中，對廖化也予以特別關注，著墨頗多，是諸葛亮和姜維身邊最為得力的好助手。
民間百姓也對廖化的形象頗為熟悉，一句「蜀中無大將，廖化作先鋒」流傳天下，婦孺皆知，很多人經常會提到這句話，廖化也因此成為知名度極高的一代著名將領。