1998年参演《将爱情进行到底》踏入影视圈，后参演《别了，温哥华》、《像雾像雨又像风》、《生死线》、《十二生肖》等作品。2008年凭借《一半海水一半火焰》入围第45届台湾金马奖最佳男主角提名。2014年2月，廖凡凭借《白日焰火》获得了第64届柏林国际电影节最佳男演员奖，也是首位获得该奖项的华人男演员，同时该电影还获得最高奖金熊奖。