再之后 ， 廖磊在長征期間面對紅軍的戰役中亦取得了諸多戰果 。 至此 ， 廖磊成為紅軍部隊的心腹大患之一 。

 

1937年日本宣布全面侵華 ， 抗戰爆發 ， 廖磊被調到了抗戰前線 。 淞滬會戰時期 ， 作為二十一軍司令的廖磊率軍長途跋涉兩個月抵達淞滬前線與敵交戰 ， 并在蘊藻浜一代成功阻擊日軍兩個精銳師團且予以重創 。

徐州會戰 ， 廖磊所部2000余人的部隊據守一處要點阻敵增援 ， 最終除二十一名傷兵提前轉移外 ， 其余人等包括最高長官副師長周元在內全體陣亡 。

武漢會戰 ， 廖磊主動請纓到日軍后方大別山組建根據地和游擊隊 ， 時僅一年 ， 廖磊率領游擊隊收復了安徽的19個縣并給駐地日軍造成了巨大的損失 ， 而那些被收復的地方被廖磊治理得井井有條 。