廖学广幼年丧父，生活清苦；台湾师大附中毕业后，顺利考取台湾大学法律系，并于1977年毕业。1981年，廖学广当选台北县议员，并且于1985年连任。廖学广担任台北县议员期间，前往美国加州州立大学圣地牙哥分校攻读硕士学位，在1995年取得政治学硕士学位。

1986年9月28日，民主进步党（民进党）成立，廖学广是民进党的创党党员之一。1989年，廖学广首次代表民进党参选台湾地区民意代表，落选。1990年，汐止镇长余达德任期届满，廖学广接受民进党提名，打败群雄，当选汐止镇第十一届镇长。1992年，廖学广为了“汐止镇都市计划第二次通盘检讨”，杠上了同党籍的台北县长尤清，愤而退出民进党，以无党籍身分参选台湾地区民意代表，结果以一万八千票落败。1993年3月，廖学广连任汐止镇第十二届镇长。

廖学广担任汐止镇长期间，所（汐止镇公所）会（汐止镇民代表会）关系陷入空前紧张，汐止镇公所预算全数遭到搁置；廖学广不以为忤，反而另辟财源，史无前例地以汐止镇公所权限可开立的“无损害公共设施证明”，向在汐止盖屋卖屋的建商们课征被称为“镇长税”的“开发补偿费”。“镇长税”的创立正值汐止各处工地大兴土木之时，每户课征新台币一万元，为当时满目疮痍的汐止带来了充沛的建设财源。廖学广也运用当时民进党擅长的文宣攻势，促成汐止镇公所创办《今日汐止》月刊，刊登汐止镇公所的重要措施或其举办的活动；廖学广率先喊出的口号“公库计息”，透过《今日汐止》月刊公诸于世，引起台湾各地农会纷纷指责汐止镇农会首开“公库计息”恶例。汐止镇公所在廖学广任内成立“文化立镇工作小组”，自1990年起全面推行“文化立镇”工作，于镇内学校与民间单位成立传统艺术社团。1995年，针对长期悬而未决的汐止镇大同路拓宽工程案与汐止镇新兴路地下道立体公共工程案，汐止镇公所违法举办全镇公投（当时《公民投票法》尚未立法）。

1994年，廖学广打败中国国民党提名的汐止镇农会总干事曾炳煌，挑战连任成功；但是因征收“镇长税”，被士林地方法院依《贪污治罪条例》“公务员图利他人罪”一审判处有期徒刑十八年并褫夺公权八年。

1995年底，廖学广以“政治迫害”为诉求，推出“阿广阿！阿母没法度阁等十八年！”（“阿广啊！妈妈没办法再等十八年！”之意）等悲情文宣，参选以台北县为选区的第三届台湾地区民意代表，以台北县第一高票76,412票当选。1998年底，廖学广参选以台北县文山地区为选区的第四届台湾地区民意代表，以“组织人民，改善台湾”为主要政见，以26,300票低空掠过，获得连任。

廖学广擅长炒作社会议题引起媒体注意，不畏惧权势，但也因此与支持他的地方人士失和。1996年8月10日，廖学广在汐止家中遭绑匪挟持至林口山区监禁，被关在一个贴著“替天行道”字条的狗笼中，引发社会大众震惊，称为“关狗笼事件”；廖学广一口咬定，此事件为同选区台湾地区民意代表罗福助及天道盟份子所为。

1998年，廖学广之妻周丽美“代夫出征”参选汐止镇长，在“2个女人的战争”中打败民进党籍、也是廖学广敌对派系的汐止镇长周雅淑，当选汐止镇长，使廖学广的政治势力如日中天。此后，廖学广夫妻闹婚变，并且分居。2001年底，廖学广竞选第五届台湾地区民意代表，竞选总部设在台北县汐止市新台五路一段远东世界中心20楼，最后得票12,022票，落选。随着廖学广连任失利，周丽美也于2002年汐止市长选举中败给中国国民党提名的台北县议员黄建清。2004年4月20日，廖学广夫妻离婚。2007年10月30日，台湾高等法院更二审合议庭公布“镇长税”案更二审判决，廖学广无罪，检察官提起上诉。