１９３３年秋，在中共临时中央政治局被迫由上海迁入中央革命根据地后，党组织决定把廖似光也调到中央苏区去。从上海到瑞金，虽路途不算远，可是因为要通过敌人的重重封锁线，得跋山涉水，要走几个月才到达，何况单身女同志，这时她怀里正抱着一个新生小女儿呢！要到中央苏区，忍痛把女儿交给了当时国际红十字会医院，从此便杳无音信。　　

   １９３４年１０月，著名二万五千里长征开始了，廖似光跟随着红军队伍，踏上了北上的征途。红军离开苏区瑞金，实行战略转移时，她爱人凯丰是分开走的，这时，廖似光又第二次怀孕在身，组织上为了照顾她，把她编在干部休养连。休养连除女同志外，多是年纪较大同志，如董必武、谢觉哉、徐特立等都在休养连。廖似光与邓颖超、贺子珍、肖月华、杨厚珍、李坚真、邓六金等女同志在一起，董必武任党总支书记，廖似光是第一连支部委员。那时，战事十分紧张，敌人一路上对红军进行围追堵截，红军天天都要同敌人作战，有时一天要打好几仗。干部休养连除了不参加打仗外，为了通过敌人封锁线，避免敌人的空中侦察，一般都是夜晚行军，白天在密林里休息，如白天行军，就得用树枝、树叶进行伪装，整个队伍，就像一条长长绿林一样，闹得敌人分不清真假。廖似光经常与指导员一起打前站，每到一处都要找群众调查驻地周围的情况，了解群众生活，宣传党的方针政策，访贫问苦，使他们相信共产党、相信红军是穷人的队伍，是为穷人翻身打天下的，从而认识共产党、拥护红军。当红军进入贵州少数民族地区时，廖似光怀有７个月男婴降生了，并没有给父母带来喜悦，只能引起父母对他的负疚心情，她用毛巾把婴儿包好，上面写明他是红军留下的孩子和出生的年月日及母子别离原因，她为了中国人民解放事业，而第二次失去了自已的亲生骨肉。　　

    邓颖超大姐对产后的廖似光很关怀，在行军路上让她睡自已的担架。可是似光只躺了１０天，便又起来了。邓大姐还是不让她走路，要她骑马。但产后不足一个月，而倔强的廖似光，不仅坚持走路，同时开始参加工作了，每到一个地方，都抢先去找房子宿营，找粮食，或为同志们烧热水烫脚，到群众中调查研究，为部队征粮筹款。当长征队伍经过了雪山后，与红四方面军胜利会师。人多了，粮食更加缺乏，饥饿使得有些同志举步艰难。廖似光和几位同志奉命留下组织收容队，接应伤病员和零散掉队同志。途经藏民聚居地的沙窝时，地旷人稀，粮食匮乏，买不到粮食，山果、野菜便成了她们的主要食物。有一次，她上山采野菜，发现山上有很多野菇，高兴极了，采了一大把回来煮吃。谁知道，这些野菇是有毒的，大家吃了都感到头晕脑胀，肠胃不适。这可把廖似光急坏了，在缺药的困难情况下，她只好采取紧急措施，要求大家用手指掏扣喉咙引起呕吐，让吃下的野菇吐出来，然后灌下大量开水，把肠胃冲洗干净，避免了一场人命事故。　　

    红军过草地前，廖似光分配到红军供给部，担任了党支部书记。进入草地，环境更加险恶，千里荒原，一望无际，没有道路，也没有人烟。举头回望，只见"天苍苍，野芒芒"。更令人生畏的是，这里的水不能喝，草不能吃，遍地布满了陷阱似的烂泥潭，人随时都有被吞噬的危险。有这么一首诗："草滩千年绝人烟，鸟禽无踪荒一片；泥坑吞人黑水毒，雨雪雾雹多幻变"。廖似光和战友们是在这"草甸泽国"中艰难跋步向前走。在过草地的７天中，她每晚宿营前都为战友找地势高的山坡地宿营，找来干枯枝和茅草生火，用脸盆、口杯，烧水为战友烫脚。７天过去了，她和战友们风餐露宿，忍饥挨饿，终于走出了草地。　

    １９３５年１０月，廖似光和战友们到达陕北苏区的吴起镇。１１月，与红军十五军团会师，行程二万五千里，纵横１１个省的中央红军的长征，终于以中国共产党、中央红军的胜利和敌人的失败而结束。１９３６年１０月，红军二、四方面军终于共同北上同红军一方面军会合，至此，红军二、四方面军也胜利完成了长征。中国工农红军长征的胜利，是中国革命转危为安的关键。廖似光与红军的指挥员、战斗员在极端艰难的条件下，毫不动摇地保持革命必胜的信念，表现出惊人的智慧和毅力，冲破国民党重兵的围堵，克服雪山草地的自然险阻，经受饥寒伤病的折磨，战胜党内张国焘分裂的危机，胜利地完成了长征。