公元238年，廖化攻守善羌侯宕蕈营，魏雍州刺史郭淮派兵救援，廖化击破南安太守游奕，射杀广魏太守王赟。

公元248年，凉州羌胡叛魏来降，廖化随姜维率军西迎，于成重山筑城留守，抵抗郭淮进攻，迎回胡王治无戴等部落。

公元259年，廖化升任右车骑将军，假节，领并州刺史，封中乡侯。

公元262年，姜维率众出狄道，廖化说:"'兵不戢，必自焚'，伯约之谓也。智不出敌，而力少于寇，用之无厌，何以能立?诗云'不自我先，不自我后'，今日之事也。"果然，姜维为邓艾所破，还驻沓中。

公元263年，魏将邓艾、钟会伐蜀，廖化同张翼、董厥等人率军前去抵抗。廖化前往沓中增援姜维，继而与姜维一同退守剑阁。

后来，诸葛瞻被邓艾破于绵竹，廖化等人随姜维绕道退向成都，但在半路上就得到了后主刘禅投降的敕令。

公元264年，蜀国亡国后，廖化在被迁往洛阳的途中病故。