Trong tiểu thuyết Tam quốc diễn nghĩa, Thành Liêm xuất hiện ở hồi 11, là một trong tám kiện tướng (八健將) của Lã Bố. Lã Bố chiếm Duyện Châu, sai tám kiện tướng gồm Trương Liêu, Tang Bá, Hác Manh, Tào Tính, Thành Liêm, Ngụy Tục, Tống Hiến, Hầu Thành, chỉ huy 5 vạn quân dàn trận chống quân Tào Tháo. Hôm sau, Tào Tháo dẫn quân đánh lén Bộc Dương, bị Trần Cung đoán được, chia quân phục kích. Khi quân của Hác Manh, Tào Tính, Thành Liêm, Tống Hiến xuất hiện thì quân Tào đã cùng đường, may nhờ có Điển Vi liều mình phá vây mới thoát được.[4]

Sau Tào Tháo trở lại thu phục Duyện Châu, dùng kế nghi binh để lừa Lã Bố ra đánh. Lã Bố trúng kế, bị Hạ Hầu Đôn, Hạ Hầu Uyên, Hứa Chử, Điển Vi, Lý Điển, Nhạc Tiến bao vây. Bố cướp đường bỏ chạy, còn Thành Liêm bị Nhạc Tiến dùng cung tên bắn chết.[5]