自幼在四川成都长大的廖学秋，其童年经历颇为坎坷，年仅三四岁便不幸失去了双亲的庇护，因而从未真切体验过家庭应有的温暖与安稳。此后她独自一人在外闯荡谋生，人生之路起步便充满艰辛。她的母亲年轻时曾是北京电影制片厂的演员，或许是由于遗传了母亲的艺术天赋，廖学秋从小就对表演怀有浓厚的兴趣与天生的敏感。然而，她并未有机会接受系统性的专业训练，并非科班出身这一现实，并未阻挡她对艺术的热爱与追求。凭借着一股执着的劲头，她通过观看大量国内外电影作品、阅读相关书籍来自我学习，在观影与阅读中反复揣摩角色心理与表现手法。她善于运用自身质朴的本色去贴近剧中人物的内在特质，以全身心的投入去体会和把握每一个角色的情感脉络。经过不懈的努力与积累，她最终凭借实力正式成为峨嵋电影制片厂的专业电影演员，实现了从爱好者到职业演员的跨越。1980年，因工作需要与才华展现，她被从成都川剧院借调至上海电影制片厂，从而开启了其演艺生涯中又一段重要的篇章。
一九八零年，演员在导演张子恩执导的影片《丫鸭情话》中饰演了“小寡妇”这一角色，由此开启了其演艺生涯的早期阶段。次年，即一九八一年，她与赵静、许忠全等演员合作，共同主演了一部以北京郊区某公社在粉碎“四人帮”之后的社会变迁为背景的电影《车水马龙》，并在其中生动塑造了“菜花”这个人物形象。进入一九八二年，她再次参与影视创作，与章杰、陶白莉一同出演了电影作品《在这块土地上》，进一步积累了表演经验。一九八三年，她涉足家庭情感题材剧集，在《小城细雨》中与韩桂菊、姬晨牧合作，成功诠释了角色沈湘的内心世界。随后在一九八四年，她加盟由张金玲、徐敏主演的故事片《经理室的空座位》，饰演了俞淑芳一角，展现了其多样化的表演能力。 一九八五年，她的作品类型更为丰富，先是在与臧金生、董霖合作的悬疑电影《淘金王》中扮演了名为金草的角色；同年，她又与叶尔肯、杨兴忆共同主演了一部恐怖题材影片《深谷尸变》，出色地演绎了角色肖丽丽，给观众留下了深刻印象。一九八六年，她参与了由李新执导的战争故事片《十五的月亮》，在片中饰演莉莉；也在同一年，她与王志华、吴竞合作，出演了一部警匪悬疑电影《拦灵车的人》，饰演了刘娜这一角色。一九八七年，她在东涛执导的悬疑电影《黄色别墅》中饰演了于萍，继续拓展其在悬疑类型片中的表演轨迹。至一九八八年，她出演了由韩三片执导的电影《避难》，在片中塑造了胡翠华这一形象，为其在这一时期的演艺活动画上了一个阶段性的句点。
一九九零年，该演员参与了系列广播剧《刑警803》的演出，由此开启了其演艺事业的新阶段；同年，她更与邓萃雯、黄衍蒙等知名演员联袂主演了一部古装武侠题材的电视剧《蛊咒传奇》，在剧中展现了出色的表演才能。进入一九九二年，她出演了一部聚焦历史人物生平的故事影片《杨贵妃》，并在其中成功塑造了杨玉瑶这一角色，获得了观众的关注。一九九四年，她主演了一部深刻描绘三十年代军阀混战、民族危亡背景下女性命运起伏的作品《青楼鸳梦》，饰演了洋金花一角，其表演细腻而富有感染力。次年，即一九九五年，她与李鸣共同主演了一部以反腐倡廉为主题的励志剧集《苍天在上》，生动演绎了剧中人物田曼芳的复杂形象。 一九九六年，在一部以清末时期的北京城及京东八县风土人情为背景的电视剧《御花子》中，她饰演了白莲蓬这一角色。一九九七年，她与张立、刘长纯合作，共同主演了一部融合爱情、抗日与动作元素的剧集《燕子李三》，扮演了绿牡丹；同年，她还与刘晓庆、伍卫国一同主演了一部民国背景的爱情剧《逃之恋》，出色地诠释了花元春这一人物。时光流转至二零零二年，她在电视剧《省委书记》中饰演了夏慧平，进一步拓宽了戏路。二零零三年十一月，她与傅艺伟共同主演了一部探讨家庭关系的伦理剧《有泪悄悄流》，在剧中饰演母亲梅子，其温婉而坚毅的表演深入人心。 二零零六年九月，她参与了由导演罗雷执导的“成都三部剧”系列作品中的《成都往事》，饰演了商人钟一兮，展现了角色在时代变迁中的命运轨迹。二零零七年七月，她与陈冲共同出演了由姬诚执导的电影《十七》，饰演了胡寡妇一角。二零零九年二月，在庞好执导的为庆祝国庆而制作的献礼剧《决战黎明》中，她饰演了许宛平。二零一零年十月，她参与了由陈思成执导、编剧并主演的都市爱情剧《北京爱情故事》的拍摄工作，在剧中饰演沈冰的母亲，为整部作品增添了温暖而厚重的亲情色彩。
二零一一年二月，演员廖学秋在潘文杰导演执导的翻拍电影作品《理发师》中亮相，饰演了姑妈一角；同年三月，她参与了由同名小说改编、甘露导演执导的电视剧《一触即发》的拍摄工作，在剧中扮演了男主人公的姐姐杨慕莲这一角色；到了七月，她主演了一部基于真实事件改编的电影《同路人》，并在片中诠释了王总这一人物；十月，她与演员陈思诚共同主演了一部聚焦两代人爱情观、婚恋观与生育观的家庭伦理剧《宝贝计划》，在剧中饰演了一位性格宽容且善良的母亲。 进入二零一二年二月，她在由董洁、邓超领衔主演的都市情感剧《相爱十年》中出演了韩灵妈；四月，她参演了由张汉杰执导、作家石钟山亲自担任编剧的抗战题材电视剧《石光荣的战火青春》，饰演了沈少夫的母亲；六月，她与演员桑叶红搭档，主演了反腐题材影片《人生不能重来》，扮演了王正梅一角；七月，她出演了电影版《秘密花园》，在片中化身为金朱源的母亲；九月，她与果靖霖共同主演了都市时尚情感剧《一半花落一半花开》（该剧后来更名为《女主播风云》），饰演了天域集团的董事长汪琴。 二零一三年三月，她与聂远共同主演了都市情感轻喜剧《负二代的幸福生活》，廖学秋在剧中饰演了万莫奇（由聂远扮演）的母亲杜秋兰；七月，她受邀参加了北京电视台财经频道推出的财金益智类节目《财高八斗》；九月，她又受邀参与了深圳卫视制作的人际关系互动访谈节目《夜问》；十一月，她投入了由文学家李劼人长篇小说改编的作品《大波》的拍摄，饰演王婉中的母亲；十二月，她再次受邀亮相深圳卫视的全明星代际互动综艺节目《年代秀》。 二零一四年四月，她应邀做客由著名主持人朱军主持的访谈类节目《艺术人生》。时间来到二零二一年一月二十七日，她出演的广西首部长寿文化题材电影《爱+100年》在中央电视台六套电影频道正式上映；三月二十三日，她参演的电视剧《海洋之城》开始播出；四月一日，她参演的都市情感剧《亲情的秘密》也与观众见面，她在剧中饰演了韩明珠。 二零二三年五月十四日，她出演的电影《生命的感叹号》在贵阳举行了首映礼；同年十月七日，她参演的电视剧《问心》正式播出。二零二四年四月二十七日，她出演的电视剧《微暗之火》播出；十二月二十七日，她参演的电影《小小的我》登陆影院。展望二零二五年，她参演的电视剧《棕眼之谜》将于十一月五日播出；十一月十七日，她主演的电影《时间边界的爱》宣布开机；十二月二十三日，她出演的另一部电影《再团圆》也将上映。
廖学秋是川剧表演艺术家廖静秋之女。