Năm 1997, Liêu Phàm tốt nghiệp Khoa Diễn xuất của Học viện Hý kịch Thượng Hải, niên khoá 1993. Năm 1998, anh vào nghề với vai diễn trong “Yêu đến tận cùng”. Sau đó, anh còn góp mặt trong “Tạm biệt Vancouver”, “ Như sương như mưa lại như gió”, "Ranh giới sinh tử”, “Mười hai con giáp” và một số tác phẩm khác. Năm 2008, anh được đề cử vào hạng mục Diễn viên xuất sắc nhất tại Giải Kim Mã lần thứ 45 cho vai diễn trong “Ngọn lửa đại dương”. Băm 2014, anh thắng giải Nam diễn viên xuất sắc nhất tại Liên Hoan phim quốc tế Berlin lần thứ 64 nhờ vai diễn trong “Bạch nhật diễm hoả”, trở thành nam diễn viên Trung Quốc đầu tiên giành được giải thưởng này. Tháng 3 năm sau, Liêu Phàm lại nhận giải Nam diễn viên xuất sắc nhất tại Liên hoan phim châu Á lần thứ 9 cho vai diễn trên. Năm 2015, anh góp mặt trong phim điện ảnh “Bậc thầy võ thuật”. Năm 2016, anh tham gia phim điện ảnh “Tâm lý tội”. Năm 2018, anh góp mặt trong phim điện ảnh “Giang hồ nhi nữ” và “Bão tuyết”. Năm 2019, Liêu Phàm tham gia phim điện ảnh “Tụ hội ở nhà ga phía nam” và vở kịch nói “Faust”.