黄维见廖运周欲言又止，颇有些急切地问：「不过什么？」廖运周环视一圈在座将领，不紧不慢说道：「用四个师齐头并进，不如用三个师，留十八军的主力师做兵团预备队，随时策应一线作战。司令如果信得过，我们一一〇师愿意打前锋，试探敌人虚实，如果进展顺利，其他师可迅速跟进。」
廖运周这一番提议让黄维对自己部署好的方案动摇了，他的本意就是要保护好嫡系，一一〇师所在的八十五军属于桂系，在黄维眼里，就是用来当炮灰的。但是，兵团副司令胡琏却提出不同意见，他认为在当时情况下，即便是四个师齐头并进也不见得能突围成功，若再减少一个师希望就更小了，何况还要让一个师突前行动。胡琏提醒黄维，现在不是保存实力的时候，另外他还提出怀疑：廖运周跟共产党有联系。
胡琏是黄埔四期生，黄维则是黄埔一期生，但相比「书呆子」黄维，胡琏则是国民党军队里有名的战将。对于胡琏提出应当保持四个师齐头并进的意见，黄维倒也没有什么话好说，那原本也是他制定的作战方案。但是，要说廖运周跟「通共」，黄维却是一百个不相信。
廖运周虽然在杂牌部队当师长，但一直被黄维视为亲信，不仅仅因为廖运周是黄埔五期生，更主要的是，黄维自认为对廖有知遇之恩，而廖多年来也一直对他非常感恩。此次在淮海战场，八十五军受华中「剿总」司令白崇禧牵制，黄维难以调动，而廖运周则设法率领他的一一〇师到了黄维身边，让黄维很受感动。在大军被围困后，黄维为了保证十八军和十军不受损失，将一一〇师调归他直接指挥，而廖运周看上去并无怨言。
黄维和廖运周的交往是从1938年武汉战役开始的。当时，廖运周担任第九战区一一〇师六五六团团长，参加了台儿庄会战。1938年6月，抗日战争中规模最大的武汉会战开始，日军松浦师团在庐山西麓被中国军队重重包围，丸山师团奉命前往救援。第九战区司令薛岳除了调集五个师南下阻击这股援军外，还命令武汉外围守军收缩集中，寻机歼敌。
在外围作战中，廖运周率部在湖南平江歼日寇一个辎重营，毁坏敌坦克二三十辆，缴获大量战利品。当听说黄维指挥十八军就在附近时，廖运周带着不少战利品去看望这位黄埔学长。黄维在蒋介石、陈诚等人的「熏陶」下，很重派系，虽然过去不曾见过廖运周，但同属「黄埔系」的学弟带来那么多战利品，还是让他非常高兴。
在聊天中，黄维得知廖运周的哥哥廖运泽是黄埔一期生，跟自己是同学，这又拉近了两人的距离。最主要的是，廖运周刚刚打了胜仗，黄维认为他是一员善战的猛将，如果可以揽为己用，也能增加派系力量。当然，在全国抗战时期，黄维对廖运周也有惺惺相惜之感。当廖运周提出借几门火炮打击日军时，黄维很爽快就答应了，借了8门炮给廖运周。黄维的十八军是蒋介石的中央军王牌，区区几门炮算不了什么，但对于廖运周所在的杂牌部队来说，就是难得的礼物了。
由于去拜访黄维，廖运周耽误了行军时间，当他回到团部时，发现周围的友军都已经撤走了。为了避免成为孤军，廖运周也赶紧率部撤离，当撤到箬溪以西的小坳时，廖运周遇到了三二八旅旅长辛少亭。两人寒暄了一阵后，辛少亭突然问他：「廖团长，想不想在这儿打一仗？」廖运周向四周环视一下，果然是打伏击的好地方，只要布置得当，足够尾追不舍的丸山师团喝一壶了，当即就表示「干」。
当时，原本驻扎在小坳的国民党军队早已望风而逃，甚至不惜丢下一座弹药库，里面还有上万发炮弹。好在廖运周赶到，将这儿布置成一个杀敌的好战场，否则弹药落入日寇之手，又要屠杀多少中国人民。廖运周将黄维送的八门炮拉了出来，辛少亭又给他留下了四门，加上弹药库的炮弹，伏击的胜算就更大了。
入夜后，日军丸山师团的先头部队进入伏击圈，几辆坦克开道，后面是长长的日军车队。「给我打！」廖运周一声怒吼，随即打响了第一枪。刹那间，炮火声震耳欲聋，日军开道的坦克很快就冒出黑烟，瘫在那儿了，同时也堵死了日本车队前进的道路。日军顿时乱成了一锅粥，军车在狭小的山谷里进退不能。
廖运周原本就是黄埔军校炮兵科毕业，在他的指挥下，炮手们弹无虚发，五千多发炮弹砸在日军堆里，血肉横飞，鬼哭狼嚎。日寇被痛打一通，却连中国军队的影子都没见到。廖运周见打得差不多了，命令部队撤出战斗，官兵们躲到远处一个山坳里睡觉去了。
这一仗，廖运周一个杂牌团迟滞日军一个完整师团一天多的时间，击毁日军20余辆坦克（含部分战车），数十辆载重汽车，歼灭数百名日军，而自己却无一名士兵伤亡，创造了一个奇迹。日军在这场战斗中的损失，超过了当初占领东三省的全部损失。
这场漂亮的伏击战很快便在武汉外围各战场上引起了轰动效应，国民政府军事委员会下达特别嘉奖令，称赞廖团「战果辉煌」。廖运周一战成名，获得一枚「云麾勋章」，升任三三〇旅旅长。黄维认为自己赠送的八门炮起了重要作用，而他也因为伯乐识人而名噪一时。两人的关系突飞猛进，后来，廖运周干脆脱离原长官汤恩伯，转投到黄维门下，成为黄的心腹爱将。
也正是因为这样，当胡琏质疑廖运周「通共」时，黄维坚决不相信。事实上，这也不是廖运周第一次被质疑「通共」了。1939年9月，廖运周一战成名后的第二年，就被上司怀疑「通共」而调离指挥岗位，但由于没有什么确凿的证据，不久后又被汤恩伯调了回来。但直到两年后，廖运周才重新回到一一〇师任副师长，1942年升任师长。
其实，怀疑廖运周「通共」是没有道理的，因为廖运周根本就是一个共产党员。廖运周于1926年考入黄埔五期炮兵科，黄埔第五期很快就分为了南京和武汉两个分校，炮兵科在武汉。当时武汉分校代校长是著名的国民党左派邓演达，张治中任教育长，共产党人恽代英则是政治总教官，陈毅、李富春等都曾在此任职。
廖运周于1927年便加入了共产党，在黄埔五期中，还有许光达、张宗逊、宋时轮、杨至成、谭希林等赫赫有名的共产党将军。而被称为潜伏在国民党阵营中最大间谍的郭汝瑰，也是出自黄埔五期。从黄埔毕业后，廖运周便参加了著名的南昌起义，一度被俘，脱逃后辗转加入了冯玉祥的西北军，从此就在国民党军队中潜伏了下来。
解放战争开始后，廖运周一直在寻找阵前起义的机会，这一等就等到了淮海战役爆发。黄维的十二兵团除了八十五军外都是陈诚的的旧部，而八十五军军长吴绍周属桂系，白崇禧对他很信任，计划让八十五军把守汉口大门。当黄维奉命驰援徐州时，白崇禧曾有电报让吴绍周原地待命，恰巧被廖运周先获得电报，直接扣了下来。八十五军照常北上。
后来，当吴绍周犹豫要怎么应付蒋介石跟白崇禧时，廖运周便趁机建言，将一一〇师单独拉了出来，也获得了黄维的赞赏。当黄维准备突围时，廖运周暗中将他派往八十五军下达命令的一个参谋扣留，打乱了黄维的部署，给解放军围歼敌人赢得时间。此时，刘伯承、邓小平已经安排相关人员与廖运周联系，在适当时机率部起义。而廖运周考虑的是，千万不能让黄维溜了。
因此，当他听到黄维以四个主力师齐头并进突围时，心中不免咯噔一声，如果真按黄维部署进行，真有突围的可能性，他无论如何也要调整一下黄维的部署。廖运周深知，黄维仍在盘算如何尽可能保住嫡系部队，因此才主动请战作为先锋突围。这样一来可以大大降低突围的兵力，也方便在起义时不受任何牵制。
黄维考虑再三后，同意了廖运周的建议，当即调整部署。他还对廖运周慷慨地说：「廖老弟，你要什么就给你什么，坦克、榴弹炮随你要。事成之后，我向南京方面为你请功。」接着，黄维又命令在一边的兵团副参谋长韦镇福通知空军调飞机配合一一○师的行动。廖运周心里暗喜，说：「我已经派了几个便衣深入敌后，进行侦察，如果发现有空隙的结合部，我们就利用夜间提前行动。」
回到师部后，廖运周即派师部侦察连副连长、共产党与杨振海亲自到中野部队联系，杨振海见到了担负正面作战的中野六纵司令员王近山跟政委杜义德，提出了趁突围时率部起义的申请。王近山、杜义德表示赞成，并马上向刘伯承、邓小平、陈毅汇报，廖运周的计划获得批准。双方也洽商好了起义具体事项，起义官兵左臂一律扎白布条，两军接触时放三发信号弹，解放军前沿部队收到信号后，将在左翼闪开一道口子，等廖运周师过去后再封上。杨振海还带回了一张行军路线图。
杨振海刚到中野阵地时，一度被当做国民党特务抓住，第6纵队司令部作战参谋武英见到后才认出是杨振海。
一切安排就绪后，廖运周再次去见黄维，向他汇报：「我们发现敌军阵地结合部有空隙可钻，在拂晓前行动最为有利，特来请示。」黄维一听非常高兴，他顺手拿出了一瓶酒，对廖运周说：「老同学，这瓶白兰地藏之久矣，一直没舍得喝，现在我特敬你一杯，预祝你取得胜利！」说着，黄维又转身对一旁的韦镇福说：「来，你们是同期同班同学，也要敬廖师长一杯。」
喝完一杯酒后，廖运周向黄维敬了一个军礼便起身离开，黄维亲自送到门口，紧紧握住廖运周的手，又是一阵勉励后才回去。
1948年11月27日晨6时整，廖运周率领一一〇师五千余人，冒着寒风准时出发了。这支部队在廖运周多年经营下，主要干部几乎都是共产党员或是国民党中的进步分子，因此在通往解放军阵地的行军中，尽管各营的报话机都开着，却没有发生泄密现象，也没有开小差和掉队的。黄维不时询问一一〇师进展情况，廖运周则不断向其报告「一切顺利」。
两个小时后，黄维觉得有些异常，通过报话机呼唤：「长江、长江，你们到了哪里？」廖运周赶紧回答：「武昌、武昌，我们到了赵庄，沿途畅行无阻。」
三个多小时后，4架国民党飞机在一一〇师头顶盘旋，廖运周命令各连都按照预先规定的联络信号，把布板架好，告诉这些飞机一切「正常」。几架飞机发现信号后，俯冲下来几次就飞走了。一一○师有惊无险，而黄维也彻底打消了疑虑。
当廖运周开始与王近山等人一起庆祝时，黄维还在信心十足地等待廖运周胜利突围的消息。当廖运周战场起义的消息传到黄维的指挥部时，黄维惊得半天说不出话来，良久才反应过来，大骂廖运周不讲义气，是党国叛徒。蒋介石气急败坏，大骂：「娘希匹，又出了一个乱世奸臣。」
第二天，廖运周便率部参加了围攻黄维兵团的战斗。淮海战役胜利后，一一〇师被编为第二野战军第四兵团第十四军第四十二师，廖运周仍担任师长。这支部队后来参加了渡江战役，横扫江西，进军两广、云南和西藏，在解放战争中屡立战功。
1955年，廖运周被授予少将军衔。
黄维在淮海战役中被俘，在改造中一度十分顽固，最终仍被党和政府的真诚所感化，于1975年作为最后一批国民党战犯被特赦。此后，黄维放弃了去台湾或香港或是海外别的什么地方，毅然留在北京全国政协文史资料研究委员会担任文史专员。1983年，他还出席了第六届全国政协会议，被选为常务委员。
根据黄维女儿黄惠南的描述，有时候政协开会，黄维会在会场与廖运周相遇。每次见到廖运周，黄维总是不说话，而且瞪大眼睛，狠狠地看着廖运周，仿佛对他有刻骨仇恨一般。而这种情况下，廖运周也不与黄维说话，可以说两人虽然在建国后有过共事经历，但相见后却从不说话。
