1986年9月28日，民主進步黨（民進黨）成立，廖學廣是民進黨的創(chuàng)黨黨員之一。1989年，廖學廣首次代表民進黨參選臺灣地區(qū)民意代表，落選。1990年，汐止鎮(zhèn)長余達德任期屆滿，廖學廣接受民進黨提名，打敗群雄，當選汐止鎮(zhèn)第十一屆鎮(zhèn)長。1992年，廖學廣為了“汐止鎮(zhèn)都市計劃第二次通盤檢討”，杠上了同黨籍的臺北縣長尤清，憤而退出民進黨，以無黨籍身分參選臺灣地區(qū)民意代表，結果以一萬八千票落敗。1993年3月，廖學廣連任汐止鎮(zhèn)第十二屆鎮(zhèn)長。

廖學廣擔任汐止鎮(zhèn)長期間，所（汐止鎮(zhèn)公所）會（汐止鎮(zhèn)民代表會）關系陷入空前緊張，汐止鎮(zhèn)公所預算全數遭到擱置；廖學廣不以為忤，反而另辟財源，史無前例地以汐止鎮(zhèn)公所權限可開立的“無損害公共設施證明”，向在汐止蓋屋賣屋的建商們課征被稱為“鎮(zhèn)長稅”的“開發(fā)補償費”�！版�(zhèn)長稅”的創(chuàng)立正值汐止各處工地大興土木之時，每戶課征新臺幣一萬元，為當時滿目瘡痍的汐止帶來了充沛的建設財源。廖學廣也運用當時民進黨擅長的文宣攻勢，促成汐止鎮(zhèn)公所創(chuàng)辦《今日汐止》月刊，刊登汐止鎮(zhèn)公所的重要措施或其舉辦的活動；廖學廣率先喊出的口號“公庫計息”，透過《今日汐止》月刊公諸于世，引起臺灣各地農會紛紛指責汐止鎮(zhèn)農會首開“公庫計息”惡例。汐止鎮(zhèn)公所在廖學廣任內成立“文化立鎮(zhèn)工作小組”，自1990年起全面推行“文化立鎮(zhèn)”工作，于鎮(zhèn)內學校與民間單位成立傳統藝術社團。1995年，針對長期懸而未決的汐止鎮(zhèn)大同路拓寬工程案與汐止鎮(zhèn)新興路地下道立體公共工程案，汐止鎮(zhèn)公所違法舉辦全鎮(zhèn)公投（當時《公民投票法》尚未立法）。

1994年，廖學廣打敗中國國民黨提名的汐止鎮(zhèn)農會總干事曾炳煌，挑戰(zhàn)連任成功；但是因征收“鎮(zhèn)長稅”，被士林地方法院依《貪污治罪條例》“公務員圖利他人罪”一審判處有期徒刑十八年并褫奪公權八年。

1995年底，廖學廣以“政治迫害”為訴求，推出“阿廣阿！阿母沒法度閣等十八年！”（“阿廣啊！媽媽沒辦法再等十八年！”之意）等悲情文宣，參選以臺北縣為選區(qū)的第三屆臺灣地區(qū)民意代表，以臺北縣第一高票76,412票當選。1998年底，廖學廣參選以臺北縣文山地區(qū)為選區(qū)的第四屆臺灣地區(qū)民意代表，以“組織人民，改善臺灣”為主要政見，以26,300票低空掠過，獲得連任。

廖學廣擅長炒作社會議題引起媒體注意，不畏懼權勢，但也因此與支持他的地方人士失和。1996年8月10日，廖學廣在汐止家中遭綁匪挾持至林口山區(qū)監(jiān)禁，被關在一個貼著“替天行道”字條的狗籠中，引發(fā)社會大眾震驚，稱為“關狗籠事件”；廖學廣一口咬定，此事件為同選區(qū)臺灣地區(qū)民意代表羅福助及天道盟份子所為。

1998年，廖學廣之妻周麗美“代夫出征”參選汐止鎮(zhèn)長，在“2個女人的戰(zhàn)爭”中打敗民進黨籍、也是廖學廣敵對派系的汐止鎮(zhèn)長周雅淑，當選汐止鎮(zhèn)長，使廖學廣的政治勢力如日中天。此后，廖學廣夫妻鬧婚變，并且分居。2001年底，廖學廣競選第五屆臺灣地區(qū)民意代表，競選總部設在臺北縣汐止市新臺五路一段遠東世界中心20樓，最后得票12,022票，落選。隨著廖學廣連任失利，周麗美也于2002年汐止市長選舉中敗給中國國民黨提名的臺北縣議員黃建清。2004年4月20日，廖學廣夫妻離婚。2007年10月30日，臺灣高等法院更二審合議庭公布“鎮(zhèn)長稅”案更二審判決，廖學廣無罪，檢察官提起上訴。

2008年臺灣地區(qū)民意代表選舉，全國立委席次減半至113席，并首度采用單一選區(qū)兩票制，各地選情異常緊繃。2007年12月8日上午，廖學廣宣布以無黨籍身分在臺北縣第十二選區(qū)卷土重來，成立競選總部，標舉“推翻總統制，建立內閣制”口號，號召以汐止為首的“北海七鄉(xiāng)鎮(zhèn)”團結支持在地人；當時臺北縣鶯歌鎮(zhèn)鎮(zhèn)長蘇有仁、民進黨創(chuàng)黨元老張俊宏與臺灣建國聯盟代表人出席廖學廣競選總部成立大會，并上臺助講。

2008年，在以汐止市為主的臺北縣第十二選區(qū)，由雙和空降的國民黨候選人李慶華以六萬三千二百九十七票當選，民進黨候選人陳朝龍獲四萬多票；廖學廣僅得一萬三千多票，排行第三，黯然落選。2008年12月5日，中國臺灣地區(qū)最高法院撤銷“鎮(zhèn)長稅”案更二審判決，將該案發(fā)回臺灣高等法院更審。