1966年“运动”爆发后，华东局和上海市委很快瘫痪了，时任上海警备区司令员的廖政国尽自己的最大力量，稳定上海的军队。1967年元旦，廖政国发布了紧急命令，抢在张春桥、姚文元回上海前，以检查和维修武器为借口，收缴了全市民兵的枪支，避免张春桥等人在上海搞第二武装。张春桥回到上海后，也只能干瞪眼。
后来张春桥为了调动上海警备区的部队，一直想拉拢廖政国，他对廖政国说：“只要你能配合工作，一切都好办。”
廖政国却回答说：“我不属于上海市革委会管，我的直接上级领导是南京军区，要动一兵一卒，除非叫南京军区通知我。”
1968年4月中旬，上海掀起了全市性的“炮打张春桥”的浪潮，张春桥的手里没有枪，他要动用军队去镇压群众，只能去找廖政国。廖政国却只认定一条：动用部队一定要上级批准。张春桥也拿他没有办法。
廖政国当时还竭力保护被迫害的党政领导干部，他说：“对于老同志，只要中央一天不下命令打倒，就不能不管他们，他们到我们这来，最起码要给他们碗饭吃，给张床休息。”
1967年1月21日晚，廖政国听说海军副司令员兼东海舰队司令员陶勇“畏罪自杀”，不禁大惊。陶勇与廖政国是西路军的战友、抗大的同班同学，又一起加入新四军，是并肩作战多年的生死之交，感情深厚。在廖政国的印象中，陶勇乐观豪爽，性格奔放，平易近人，怎么会自杀呢？而且就在1月21日中午，廖政国还跟陶勇见过面，有过一次深谈，他坚信陶勇肯定是被害死的。
陶勇去世后，他的7个孩子都流落街头。廖政国叫人千方百计把散失的孩子们找了回来，并送到南京军区司令员许世友那里保护了起来。
陶勇出事之后，廖政国的警惕性也提高了，他采用了新四军时的游击战术，办公不固定在一个地方，有时在机关，有时在战备指挥所，每天还把战争年代缴获的一支小左轮手枪揣在兜里。有重要的会议，廖政国就安排到战备指挥所去开，那里是军事禁区，造反派进不去。
1968年9月，林彪通过“军委办事组”，把廖政国调到北京总后的后勤学院参加“毛泽东思想学习班”，这是张春桥使的调虎离山之计。在学习班的8个月里，张春桥和王洪文指使党羽，对廖政国进行无休无止的辱骂、围攻和批斗，还把照顾他生活的唯一一名公务员调走了，即使后来廖政国发了高烧，张春桥也不让他看病。
后来在周恩来的过问下，廖政国才得以从北京回到南京治病，此时他一百七八十斤的体重只剩下一百三十几斤，胃窦炎、胃黏膜脱垂、十二指肠溃疡都犯了。
廖政国在南京治病期间，南京军区党委多次决定让他回上海工作，张春桥却称：“此人不利于团结，打不倒，也要赶走。”1970年5月，林彪下令免去廖政国上海警备区司令员的职务。许世友得知此事后，专门找林彪据理力争，林彪却说：“到哪里不是干革命？”许世友只好很不情愿地只好把廖政国调回南京军区担任炮兵司令员，从正兵团级降为正军级。廖政国走后，上海部队系统再也没有人敢与张春桥公开叫板了。
廖政国到南京后，病情日渐恶化，1972年，他已经进入弥留之际，许世友专门来到医院看望他。廖政国艰难地对许世友说：“首长，也许是我心胸不够宽，我就是对‘文革’不理解，我咽不下这口气……”
1972年4月16日，廖政国不幸去世，享年59岁。1979年6月2日，上海警备区专门召开了平反大会，为廖政国彻底平反昭雪，并对受株连的所有人员和家属恢复名誉。
