1997年，廖凡毕业于上海戏剧学院。参演《半生缘》、《恋爱的犀牛》等话剧。

2004年，廖凡主演电影《绿帽子》，凭借该片获得第十八届新加坡国际电影节最佳男演员奖。

2008年，廖凡主演电影《一半是海水一半是火焰》。在这部根据王朔同名小说改编的电影里扮演一位“坏到极致、混到极致”的皮条客。凭借该电影获得第45届台湾电影金马奖最佳男主角提名。

2009年，与刘嘉玲合演电影《用心跳》。同年出演电视剧《生死线》欧阳山川一角。出演电影《十二生肖》；出演电视剧《谍影重重之上海》，饰演阎天。

2010年，参演姜文导演的电影《让子弹飞》，饰演麻匪老三。

2011年，廖凡参演电影《建党伟业》，饰演大将军朱德。 同年与张歆艺一道出演电视剧《风声传奇》，在其中扮演潘。出演电影《失恋33天》青年陈老师一角。

2012年，参演成龙导演的电影《十二生肖》，在其中饰演David。

2013年11月，在电视剧《我们这拨人》扮演王大亮。

2014年2月16日凌晨，廖凡凭借《白日焰火》获第64届柏林电影节影帝。

2015年出演电影《师父》。同时与汤唯、苏岩主演的爱情喜剧电影《命中注定》将于7月24日上映。

2016年，出演电影《心理罪》。

2017年11月29日，主演的爱情电影《江湖儿女》在山西大同正式开机。

2018年4月28日，参演电影《南方车站的聚会》。6月11日，参演的电视剧《脱身》播出。6月16日，参加第21届上海国际电影节。7月13日，参演的电影《邪不压正》上映。9月21日，参演的电影《江湖儿女》上映。

感情生活

廖凡与《将爱情进行到底》编剧霍昕相恋多年，他们在2010年已经修成正果。廖凡曾几次被拍到与女友霍昕一起出游，两人的这段姐弟恋已进行数年，但他们至今没有公开承认。廖凡事业攀升，好戏不断，背后霍昕出力不小，两人相恋多年感情一直很稳定。

父亲去世

2016年1月9日，父亲廖丙炎逝世于北京，享年76岁。

廖凡主持《歌手2》NG不断 比说影帝感言还紧张

2014年3月18日，《我是歌手》第二季突围赛环节柏林影帝廖凡意外亮相，代替张宇担任主持，让观众大为惊喜。不过廖凡演戏游刃有余，主持则颇为生涩。手拿节目流程卡的他，看上去比说影帝感言时更为紧张，常有接不上词的尴尬。他说，“站在500平方米的现场说话，对我太难了。做了很多准备，架不住老换内容，开录前又做了一次调整，满脑子都是词。”节目录完了，廖凡还要重录，“因为我没经验，落下一段特别重要的话，又重新补录一回。”对于主持表现，廖凡很不满意，“其实我最期待的还是来做一次观众。主持得这么糟糕，可能是我最后一次主持。”

影帝廖凡出席华谊20年庆典 独上红毯气势足

2014年6月7日，华谊兄弟20周年庆典在海口举行，柏林影帝廖凡到场助阵，在冯小刚电影公社留下了自己的手印。下午，廖凡一袭黑色精致礼服独自踏上华谊20周年庆典红毯，气势十足。作为华谊20周年庆典的“见证大使”，廖凡上台致辞时，也回顾了自己征战柏林前夕，王中军与王中磊对他的鼓励，“如果没有中军中磊对我的支持，我这只银熊能不能擒回来，还真不好说。”

他是一个很彻底的人物，他甚至不隐瞒自己的自私和暴虐。《十二生肖》中，在众多炫酷科技的渲染下，让外表刚俊的廖凡身上多了一缕儒雅博学的气质。

一向以文艺气息示人的纯爷们廖凡演起了技术总监，起初让人有些摸不着头脑。而廖凡则表示“我演的就是技术宅，但技术宅也可以很性感，很有魅力。

《十二生肖》廖凡展拳脚 科技控不失文艺范。自己的独特气质融入进了角色，让人们看到了硬汉技术总监也有自己阳光文艺的一面。