1899年10月21日，廖伯英出生在湖南长沙县一个世代书香门第的家庭。她的父亲廖芸可曾在湖南省教育司供职，致力于“教育救国”。在父亲的教育和影响下，廖伯英以长沙地区考分第一名的成绩，考取北京女子高等师范学校理化系。不满20岁的廖伯英，奔赴北京读书，开始走上了新的历程。

在何孟雄的介绍下，廖伯英经常去北大聆听李大钊的《唯物史观》《女权运动史》等课程，成了李大钊的忠实学生。不久，廖伯英经何孟雄介绍加入北京大学马克思学说研究会。9月，李大钊等人在北京成立了共产主义早期组织——北京共产主义小组。接着，又成立了北京社会主义青年团。廖伯英是最早入团的成员之一，参加了10月间在北大学生会办公室举行的社会主义青年团成立大会。为了充实力量，北京共产主义小组从青年团员中吸收了廖伯英、何孟雄、邓中夏等5人入党。廖伯英就成为当时北京地区唯一的女共产党员，也是我党最早的一名女党员。

1929年10月，廖伯英突发伤寒，溘然辞世，时年30岁。廖伯英在病危时，对何孟雄说：“既以身许党，应为党的事业牺牲，奈何我因病行将逝世，未能战死沙场，真是恨事！孟雄，你要坚决斗争，直到胜利！”年轻的革命战士，告别了她未竟的事业、抛下一双儿女走了。3个月后，她的丈夫何孟雄被国民党杀害于上海龙华刑场。