大難當頭之時，黃維聽到廖運周這樣一番話，一時間，對這位忠心耿耿的部下感到十分滿意。
黃維高興地說：“不愧是黃埔的同學，你要什麼武器裝備都給你，坦克、榴彈炮，隨你要。”
臨走，他囑咐廖運周，要當機立斷，有機會就前進。
事後，廖運周將這一切報告給黨組織，立即得到了盼望已久的命令一一○師在黃維全軍突圍的當夜起義，拂曉前準時行動。
為擔心時局多變，廖運周出發前兩小時，再次來到黃維處。在黃維看來，這稱得上“悲別”。陷入重圍近於絕望的黃維心裏明白，此次突圍凶多吉少，很可能是壯士一去不複返。表情悲壯的黃維拿出了一瓶保存多年的白蘭地酒，對廖運周說：“老同學，這瓶酒藏之久矣，多年沒舍得喝，現在我敬你一杯，祝你成功。”接著，黃維向在場的其他黃埔軍校同學一一敬酒。烈酒下肚，更澆愁緒。在場的人似乎都感到這也許是最後的“壯別”酒了，有的人眼裏甚至閃著淚光，情景頗為“壯烈”。
此刻，大約隻有廖運周心裏覺得好笑，然而，表麵上卻出奇地嚴肅。廖運周向黃維回敬一懷，雙腳並立，行了一個標準而莊重的軍禮。
然後，轉身而去，再沒回頭。對廖運周來說，這是他打入國民黨軍隊內部後，與上司的最後一次交往。“壯別”之後，他此行不再是為國民黨和蔣介石繼續賣命，而是回歸革命隊伍。
1948年11月27日清晨，廖運周領導的一一○師宣布起義。起義前，廖運周與前線人民解放軍通報了信號，起義部隊以臂上紮白巾為標誌在指定的地點集結。當部隊全部進入解放軍陣地後，立即將這個地域嚴密地封鎖起來。包圍國民黨部隊的解放軍縱隊司令員王近山與廖運周是老相識。以前，他們同為黨的事業奮鬥，但雙方的崗位卻完全不同，甚至不止一次地成為對手。事隔多年，共同的革命目標終於使他們走到一起來了。彼此見麵，怎能不萬分激動！他們相互握手、擁抱。
這邊，廖運周所部與解放軍會合，王近山司令請廖運周的全師領導吃飯。而另一邊，黃維等人依然很有信心地等待廖運周的勝利消息。正因為如此，黃維得到廖運周起義的消息，一時間被驚呆了。
一一○師起義的當天晚上，縱隊政委王維綱代表劉、鄧首長來看望廖運周等全師官兵。
會上，他道出了曆史真情。王維綱說，你們師的師長廖運周是中共黨員，他領導你們在戰場上光榮起義，為人民立了大功，人民感謝你們，不會忘記你們。
一一○師起義後，被解放軍編為二野第四兵團十四軍四十二師，廖運周繼續當師長。
整編後，全師的不少官兵利用過去在國民黨的關係，給熟人寫信，導致許多國民黨官兵毅然投誠，開始了更大的倒戈行動。回到解放軍隊伍中後，廖運周率全師參加了渡江戰役，而後，進軍廣西、廣東、雲南、西藏等地，成為一支嶄新的人民軍隊。
全國解放後，廖運周被任命為解放軍炮兵學校校長，1955年成為共和國第一批少將。