华民国成立后的1913年（民国2年），入陆军第一预备学校。翌年，入保定陆军军官学校第2期。1916年（民国5年）6月毕业。毕业后，到湖南省入湘军（湖南陆军），屡立军功，1920年（民国9年）升为团长。1926年（民国15年）6月，湘军的唐生智投入国民革命军任第8军军长，廖磊成为国民革命军第8军第4师副师长。廖磊随唐生智参加北伐，同北京政府军队作战立功。10月，攻取武汉，第8军扩编为3个军，成为集团军，廖磊任其中的第36军第1师师长。1927年（民国16年）10月，宁汉战争爆发，廖磊随唐生智与新桂系的李宗