廖弘源1981年由國立清華大學取得物理學士，並於1990年取得美國西北大學電機博士。畢業後他待在原實驗室一年從事博士後工作。從1991年7月起，應聘回中央研究院資訊所工作。他於1995年升為副研究員，1998年升為研究員， 2012年升為特聘研究員。他於1997年至2000年間擔任資訊所副所長，2001至2004年間擔任中央研究院科工所籌備處代主任。後來於2006年1月至2008年2月擔任中央研究院計算中心主任。廖博士目前被國立成功大學電機系及資工系合聘為教授。 他目前也被聘為中原大學兼任講座教授。另外，他於2009至2012年間被聘為國立中興大學講座教授, 於 2014 至 2016年間被聘為國立中山大學榮譽講座教授。從 2016 年 11 月 到 2019 年 11 月, 他被聘為國立交通大學講座教授。

        廖博士曾籌辦許多國際會議。2004年他擔任IEEE International Conference on Multimedia and Exposition(ICME)的Conference Co-Chair，2007年他擔任ICME的Technical Co-Chair，2005及2006擔任IEEE International Symposium on Multimedia的Program Co-Chair，以及2011 International Conference on Multimedia Modeling (MMM) 的 General Co-Chair。他將擔任2019年 IEEE International Conference on Image Processing 的 general co-chair。他曾於2006年至2008年擔任中華民國影像處理與圖形識別學會理事長。

        廖博士曾擔任Journal of Information Science and Engineering(SCI-expanded)的主編(2007-2009)，也擔任過 IEEE Signal Processing Magazine (2010-2013), IEEE Transactions on Image Processing (2009-2013), EURASIP Journal on Advances in Signal Processing (2006- ), IEEE Transactions on Multimedia (1998-2001)，IEEE Transactions on Information Forensics and Security(2009-2012), ACM Computing Surveys (2018-2021), 及 Journal of Visual Communication and Image Representation(2000-2010) 的編輯。從 2021 年開始, 他成為 ACM Computing Surveys 的 Senior Associate Editor.  廖博士曾獲得許多獎項，包括中央研究院年輕學者著作獎（1998)，2003，2010 及 2013 年國科會傑出研究獎，2004年國家發明創作獎，2008年國科會傑出學者研究計畫獎, 以及 2010 中央研究院深耕計畫獎。他也獲得2000年，2006年，2010 及2014年中華民國資訊學會博士論文指導獎。 2016 及 2020年, 他分別獲得東元科技獎及第 64 屆教育部學術獎.  他於 2013 年獲選為 IEEE Fellow.