Sau khi bị bắt, Liêu bị giam giữ tại một trại tù binh chiến tranh cùng tư lệnh cũ Đỗ Duật Minh tới khi được ân xá năm 1961. Ông trở thành ủy viên Hội nghị Hiệp thương Chính trị Nhân dân Trung Quốc phụ trách lưu trữ tư liệu lịch sử. Ông vẫn rất căm ghét những gián điệp cộng sản cao cấp trong Bộ Quốc phòng Quốc dân đảng trước đây, như Cục trưởng Cục Tác chiến Quách Nhữ Khôi (zh:郭汝瑰) và Phó tham mưu trưởng Lưu Phi (zh:劉斐), những người từng tiết lộ các kế hoạch quân sự cho các lãnh tụ cộng sản, dẫn đến thất bại của ông. Năm 1968, Liêu bị Hồng vệ binh đem ra đấu tố trong giai đoạn cao trào của Cách mạng Văn hóa, và mất vì lên cơn đau tim tại trường đấu tố ở tuổi 62.