擅长诗词、书法，著译编为《廖仲恺集》、《双清文集》上卷。1893年，父亲在旧金山病故后，随母回国，1896年入香港皇仁书院学习。1903年1月赴日本留学，3月入早稻田大学预科政治科，同年结识民主革命先行者孙中山。1905年加入中国资产阶级政党——同盟会，任同盟会总部外务部副部长、会计长。1906年，翻译了一些早期社会主义学说，并在同盟会机关报《民报》上发表。
1907年春转入东京中央大学政治经济科。辛亥革命后任广东军政府财政部副部长，1912年5月升任军政府财政司司长。1913年8月，“二次革命”失败后，与孙中山等流亡日本。1914年5月加入中华革命党（孙中山在原国民党基础上重组），1915年任中华革命党财政部副部长，继续为讨袁筹措军费。1917年9月任中华民国护法军政府财政次长、代理总长。1918年6月随孙中山到上海后，和朱执信创办《建设》杂志，宣传和研究革命理论。1921年5月，广东革命政府成立，任财政部次长。积极筹款支持孙中山的北伐计划，遭到反对北伐的粤军总司令陈炯明的囚禁，经夫人何香凝等人的积极营救获释。此后，全力辅佐孙中山改组国民党，并极力促成第一次国共合作，是孙中山“联俄、联共、扶助农工”三大政策的忠实执行者和捍卫者。
1924年1月任海陆军大元帅大本营秘书长、国民党一大中央执行委员、中央常委、工人部长，并积极筹备建立黄埔军校，任党代表。11月任大本营参议、所有党军、各军官学校和讲武堂的党代表，兼任中央农民部长。在平定商团叛乱、杨刘判乱、北伐、东征等战役中起了重要作用，为巩固广东革命政权作出了巨大贡献。1925年7月国民政府成立，任财政部长、军事委员会常务委员、广东省政府财政厅长。1925年8月20日，在设于惠州会馆的国民党中央党部（今越秀南路89号中华全国总工会旧址，立有纪念碑），被帝国主义和国民党右派所指使的暴徒杀害，遗体先是暂厝广州驷马岗朱执信墓旁，1935年迁葬南京中山陵侧。