2001年，参演喜剧电视剧《皆大欢喜》饰演明朝宪宗皇帝之女。2003年，与林峯、陈键锋和胡杏儿主演时装律政剧《律政新人王》，饰演傻大姐Jessica。

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2005年，参演电视剧《心花放》；参演《妙手仁心3》，饰演性格正经严肃的医生曾淑淇。2007年主演时装电视剧《舞动全城》；同年，廖碧儿担任某纤体公司新加坡及马来西亚的代言人。

2008年，参演好莱坞电影《The King of Fighters》，饰演打女一角，成为首位拍摄好莱坞电影的无线花旦，影片无缘美国上映。

2010年，参演电影《叶问前传》饰演北野由美；参演动作片《灭门》；参演杨千嬅、林峯主演电影《完美嫁衣》，饰演专打离婚案的资深律师Mimi；参演电影《72家租客》，打破温婉可人形象，饰演丑女“弹牙珍”，以细眼、爆牙、歪嘴、大鼻孔和臃肿身材示人，还有被人追数而身上遭人泼红油的遭遇。参演电视剧《依家有喜》，与郭晋安饰演一对情侣；参演林峯、杨怡主演的TVB上半年收视冠军电视剧《谈情说案》，饰演女二号凌敏嘉，一个感情开放的国际新闻记者。

2011年与TVB约满，签约创艺制作发行有限公司，赴中国内地发展；同年，与米雪出演内地剧《深宫谍影》饰演佟贵妃。

2012年参演内地古装神话剧《土地公土地婆》饰演“赵月”；参演电视剧《盛宴》饰演杜凌霄。与郑则仕、陈锦鸿、郭羡妮等人主演的拍摄自2008年的古装悬疑剧《盛世仁杰》播出，取得平均收视31点、最高收视36点的成绩，廖碧儿在剧中饰演狄青鸾一角。

2013年，参演神话剧《刘海戏金蟾》，饰演因被爱所伤而变得心狠手辣的反派人物“司莫彤”；参演王维基电视剧《童话恋曲201314》，不慎受伤。2014年，与赵丽颖、元华、王喜主演古装电视剧《吉祥天宝》，饰演“开心果”杜三娘。