6月14日(农历五月二十日)生于江苏省嘉定县(今属上海市)城里的教师家庭。
开始进伯父家私塾读书,记忆力很强。
进入堂伯父廖寿丰所办的乡间清华学堂读书。
进入舅父家设立的中城丙等学堂读书。开笔作文,得67字,受到老师好评。
转入嘉定县立高小毕业班读书，1906年毕业。
考入上海邮传部实业学堂(即南洋公学)中院(即中学部)学习。到校不久,即参加国文大会(即作文竞赛),在大中学生600多人比赛中，名列第40，得到奖励。
考入上海南洋公学（交通大学前身）。1911年，南洋公学毕业。
考入北京清华学校学习。1915年8月,清华大学毕业,获得公费留学机会。
9月进入布朗大学攻读教育学、心理学学位,插入二年级学习。
被布朗大学荣誉学会吸收为科学荣誉会员，获得金钥匙奖。
5月同时获得哲学学士学位和文科硕士学位，申请硕士学位的主要科目是教育学，次要科目是哲学和心理学。7月8日到8月16日，廖先生参加了美国哥伦比亚大学教师学院的暑期课程班，修习了三门课，分别是教育心理和统计的实际应用、小学教育测量、体育课: 交谊舞。9月，廖先生申请攻读博士学位。10月，廖先生被科尔文( S．S．Colvin) 教授录取为博士研究生。11月，通过包括法语和德语的语言考试。
5月，通过博士公共考试，考试的主要科目是教育心理学，次要科目是教育哲学，并从美国布朗大学毕业。8月,到南京任国立高等师范学校暨国立东南大学教授。10月,兼附中主任。
参与创建南京高师心理实验室，与舒新城等人进行教育科学实验,开始了我国教育实验工作。
廖世承在国内写好博士论文后邮递到布朗大学，博士论文题目是《非智力因素的量化研究》( A Quantitative Study of Non－intellectual Elements) 。根据导师和其他教师提出的修改意见，廖先生修改论文后再次提交给布朗大学，于6月15日获得哲学博士学位，是第一个获得布朗大学博士学位的亚洲人。是年，与陈鹤琴合编《智力测验法》出版，该书是我国最早的心理测验著作。8月，中华心理学会成立，担任指导员。
起草六三三新学制方案，由民国政府批准施行。
出版了中国最早的两本师范学校教科书：《教育心理学》和《中学教育》，开创了中国教育心理学的先河。
与陈鹤琴合编的《测验概要》出版，该书被公认为测验最简便的用书，因可用于团体测验，人称“廖氏团体测验”。出版《东大附中道尔顿制实验报告》一书，论证我国不宜适用道尔顿制。
春，赴日考察，后经朝鲜、安东、奉天、大连、旅顺而返。拒绝上海工部局教育处长职务。8月,离南京东南大学，就任上海私立光华大学教授、副校长、附中主任。
8月，离开光华大学，就任南京中央大学教授、教育社会学系主任。11月，赴日考察。
8月，光华大学再次聘为副校长、教授、教育系主任兼附中主任。后为了集中精力办好附中,辞去了副校长职务。
1938年，日本帝国主义侵略上海，光华大学被炸后，不能上课。8月，廖世承只身赴湖南任国立师范学院筹委会主任。10月,国立师范学院成立于湖南省安化县蓝田镇，任该院院长。12月1日，国师开学。
4-5月，参加中国国民党中央训练团第25届训练班培训。
5月长衡会战，国师被迫放弃经营六年的蓝田校园，西迁湘西溆浦。11月1日在溆浦开学。
抗战胜利，8月底为了尽快确定国师永久院址，赴重庆教育部商谈，并参加了教育部召集的教育善后复员会议。
7月初，国师告别溆浦，被迫迁至南岳。后廖世承休假回上海。
6月，辞去国师院长之职。再任上海光华大学副校长,兼任附中主任。
12月,任光华大学代理校长。
5月，上海解放。坚定拥护中国共产党。8月,任上海光华大学校长。
被选为上海市一届二、三次及二届一、二、三次各界人民代表会议高教界代表(至1954年12月止)。
10月，当选为上海市政协委员(至1956年止)。
全国高校院系调整，光华大学、大夏大学合并组建华东师范大学。8月,任华东师范大学副校长。
加入民盟。
12月起，当选为上海市一届人大代表（至1958年12月止）。
任上海第一师范学院院长。
被选为上海市民盟第一副主任委员，民盟中央委员。
8月，任上海师范学院院长。
4月，当选第二届全国人民代表大会代表。
当选民盟上海市第五届委员会副主委。
7月，当选中国人民政治协商会议上海市第三届委员会委员。
12月，当选第三届全国人民代表大会代表。当选民盟上海市第六届委员会副主委。
年老体弱，因“文革”受到不公正对待，不幸于10月20日逝世，享年78岁。