葛亮开府，举蒋琬为茂才，蒋琬坚持推让给刘邕、阴化、庞延、廖化。廖化出任丞相参军，随诸葛亮北伐。建兴七年（229年），诸葛亮平定武都、阴平二郡。后令廖化督广武，领阴平太守。延熙元年（238年）九月，廖化率兵攻打魏国守善羌侯宕蕈驻守的营寨，魏雍州刺史郭淮派遣广魏太守王赟、南安太守游奕率兵救援，两军沿东西两面分兵合进，欲夹击廖化军。廖化抓住机会各个击破，游奕军被击退，王赟在交战中箭身亡。延熙十年（247年），凉州胡王白虎文、治无戴等率众叛魏降蜀，为魏将郭淮所破，姜维率军迎接。次年，姜维令廖化于成重山筑