廖静文于1923年出生在湖南浏阳县（今浏阳市）的一个贫苦知识分子家庭。在长沙市读的小学和中学。抗战爆发后，她投入抗日救亡运动，后撤退到重庆。1942年底，重庆的中国美术学院图书馆需要一名管理员，登报招聘。年仅19岁的廖静文便报了名。后经院长徐悲鸿面试，一锤定音，她便被聘任了。
当时图书馆的图书并不多，她除了管理好图书，还帮助院长徐悲鸿整理画案，收拾画室，闲暇时也在旁边看院长画画。那时47岁的徐悲鸿，在生活上有点狼狈不堪，衣服经常不洗，衣服钮扣掉了也没有人给补缀上。廖静文看在眼里，疼在心上，有时就帮着徐悲鸿缝上钮扣，或洗洗衣服，只不过出于同情而已，她根本没有想到会嫁给比自己年长28岁的徐悲鸿。
人是感情动物，当廖静文听说徐悲鸿的妻子红杏出墙的事之后，出于对长者的同情，对他照顾的更为悉心。她经常陪伴着徐悲鸿到嘉陵江边散步，天长日久，感情的暖流自然会流汇在一起。有一次散步时徐悲鸿对她说：“我最喜欢你的单纯。有人给我搭桥介绍对象，没有一个像你这样单纯。”一句话说得廖静文脸颊飞红，但心里却是美滋滋的。自此，他们间的关系显得更为亲近了，已经揭开了恋爱的序幕。
当年，徐悲鸿经常患病，廖静文的悉心照料，更让徐悲鸿感动。1944年患上严重的肾病和高血压，住进医院。他身边没有人陪伴，廖静文就陪他住在医院里。那时，徐悲鸿手头没有多少钱，治病需要到前很多，廖静文就量入为出，每天都是吃徐悲鸿吃剩下的饭菜。为了不让徐悲鸿看到，她都是将饭菜拿到病房外边去吃。
徐悲鸿与廖静文恋爱的消息不胫而走，很快就传到蒋碧微的耳朵里。她几经打听，得知廖静文父母的住址，便给廖静文的父母写了封信，说她是徐悲鸿的合法妻子，廖静文破坏了她的家庭。廖静文的父母得知女儿与相差28岁的徐悲鸿恋爱，而且还是与有妇之夫恋爱，十分恼火，要她立即离开美术学院，断绝与徐悲鸿的一切联系。
在父母的压力下，廖静文匆匆地给徐悲鸿写了封绝交信，就离开了。不料，事有凑巧。平时徐悲鸿总是上完四节课才回办公室来，而今天徐悲鸿觉得心神不宁，无心继续讲课，只上了两节课就回来了。在办公室他见到廖静文的信，立时就意识到廖静文回家了，他飞快地追到廖静文回家必经的嘉陵江渡口，看到廖静文正在等轮渡。徐悲鸿一把拉住她，说：“我与蒋碧微早就分居了，很快就办理离婚手续，我不能没有你。”但在父母的压力下，她还是离开了美术学院，经过一段时间的准备，考入迁移到重庆的金陵女子大学化学系读书。
徐悲鸿为她有机会深造，很是高兴。他找到她，向她表示：“我等你四年，要是在四年里你找到最爱的人，我决不干扰你。”廖静文离开徐悲鸿后，觉得心里总是挂念着他，经常回忆他们相处的枝枝节节，挂念着徐悲鸿的身体。有一次她与知心女友谈起这件事，女友说：“你这是为了什么？”此时廖静文才真正意识到：她什么也不为，就是爱着徐悲鸿这个人。
经过一段内心的煎熬，廖静文不顾家里的反对，终于勇敢地到贵阳找徐悲鸿，答应与他结婚。接着，徐悲鸿于1944年2月9日在贵阳登报宣布与蒋碧微离婚，三天后又登报与廖静文订婚。1946年他们回到重庆后，在中苏文化协会礼堂举行了婚礼。
他们在一起只度过了7年的恩爱婚姻，徐悲鸿就因突发脑溢血于1953年病逝了。当时廖静文刚刚年满30岁。
徐悲鸿病故后，廖静文将徐悲鸿的1000多幅藏画和他的作品捐献给国家。在她的努力下，徐悲鸿故居建成徐悲鸿纪念馆。她在纪念馆工作之余，着手撰写徐悲鸿的传记。为了写好徐悲鸿传记，她进入北京大学中文系插班学习。1957年夏，她完成大学学业，任徐悲鸿纪念馆馆长。“文革”期间，徐悲鸿纪念馆被毁，廖静文又给当时在世的毛泽东主席写信，要求重建徐悲鸿纪念馆。很快得到毛泽东主席认可的批示，于1983年正式开馆。
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