2002年《恋爱中的宝贝》饰演李洋 导演李少红 合作演员：周迅 黄觉 陈坤
　　2003年《像鸡毛一样飞》饰演陈小阳 导演孟京辉 合作演员：陈建斌　秦海璐
　　2004年《求求你表扬我》导演黄建新 合作演员：王志文 苗圃 陈好　刘子枫 范伟
　　2004年《天黑请闭眼》 导演阿甘 合作演员：王志文 李小冉 张耀扬
　　2006年《好奇害死猫》 饰演：保安 刘奋斗 导演：张一白
　　2006年《绿帽子》 导演 刘奋斗 合作演员：郭涛 梅子
　　2007年《落叶归根》 饰演警察一 导演张扬合作演员：赵本山 宋丹丹
　　2007年《集结号》饰焦大鹏 导演 冯小刚 合作演员：王宝强 张涵予 任泉 邓超 胡军
　　2007年《一半是海水,一半是火焰》饰演：王耀 导演 刘奋斗 合作演员：莫小齐 海一天
　 2009年《用心跳》 饰演：未知 导演：关锦鹏 合作演员：刘嘉玲 赵雅芝 胡军 梁家辉
　　2010年 《让子弹飞》 饰演：未知 导演：姜文 合作演员：姜文 葛优 周润发
　　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。

【电视作品】
　　1995年《北京深秋的故事》饰演 老谢 导演滕文骥 合作演员：陈宝国 吴越
　　1997年《三坊七巷》 饰演 麻仔 导演黄健中
　　1998年《将爱情进行到底》饰演 雨森 导演张一白 合作演员：李亚鹏 徐静蕾
　　1998年《致命邂逅》 饰演 阿旦 导演丁黑 合作演员：辛柏青 袁立
　　1999年《像雾像雨又像风》饰演 吴伯平 导演赵宝刚 合作演员：陈坤 陆毅 孙红雷
　　1999年《相约青春》 饰演 令辉 导演杨德华 合作演员：苏有朋 袁立 郝蕾
　　2000年《锵锵儿女江湖行》饰演 严忆春 导演杨文军 合作演员：胡兵 保剑锋
　　2002年《别了，温哥华》 饰演 司马波 导演赵宝刚 合作演员：赵琳 姜武
　　2004年《绝路》 饰演 鲁学平 导演汪遵熹 合作演员：李强 郝蕾
　　2004年《爱在阳光灿烂时》饰演 潘小星 导演赵宝刚 合作演员：陈坤 李小冉
　　2004年《好想好想谈恋爱》饰演 马小冬 导演刘心刚 合作演员：那英 蒋雯丽
　　2004年《风吹云动星不动》饰演 肖晃 导演刘心刚 合作演员：黄觉 李小璐
　　2006年《大院子女》 饰演 刘双林 导演斗琪 合作演员：段奕宏 印小天
　　2007年《相思树》 饰演 东方凌霄 导演 孙周 合作演员：吴秀波 浦蒲
　　2008年《谍影重重之上海》饰演 阎天 导演黄文利 合作演员：李光洁 秦海璐
　　2008年《生死线》 饰演 欧阳山川 导演孔笙 合作演员：张译 李晨 杨烁
　　
【话剧作品】

　　《生逢其时》
　　《思凡》
　　《死无葬身之地》
　　《我听见了爱》
　　2004年《恋爱的犀牛》
　　2004年《关于爱情归宿的最新观念》
　　2004年《半生缘》 (多媒体音乐话剧)
　　
【其它作品】

　　⊙《录像带》　2005年5月17日
　　⊙《录像带》　2004年9月29日
　　⊙《365剧场》　2004年9月15日