早在2005年，当时还是中央戏剧学院表演系三年级学生的赵蕾，便获得了出演赵宝刚导演都市爱情剧《夜雨》的机会。她在剧中成功塑造了传统、富有修养的温柔女孩肖琳一角，由此正式开启了她的演艺生涯。毕业之后，赵蕾的演艺道路稳步向前。2006年7月，她刚刚从中戏毕业，便紧接着参演了由徐纪周执导的都市警匪剧《捍卫》，在剧中她扮演了一位身手矫健、性格刚毅的女警花乔飞，展现了与之前角色不同的飒爽风貌。次年，她又在游小锦执导的家庭伦理剧《静静的栈桥》中贡献了演出。同年3月，她还投身话剧舞台，参演了作品《可能的小镇》，进一步磨练了自己的演技。 到了2009年，赵蕾在陈朱煌执导的民国爱情剧《娘妻》中挑战了反派角色，饰演心肠狠毒的陆依萍，这一转变让观众看到了她作为演员的可塑性。2010年，她与于娜、何中华等演员合作，主演了抗战惊悚题材电影《步步惊心》，在片中她化身为一位经营百年药店的老板惠艳，演绎了乱世中人物的命运沉浮。进入2011年，赵蕾的片约不断，她先是在狄杰执导的剧情电影《角落故事》中饰演了名为紫兰的角色，随后又在陈勋奇执导的古装传奇战争电影《杨门女将之军令如山》中，扮演了女将杨排风身边那位忠诚能干的心腹侍女飞燕。 2013年，她在李晨、童瑶主演的都市情感剧《爸爸快长大》中进行了客串演出。2015年，她加盟了由侯明杰执导的都市武术情感剧《功夫婆媳》，在剧中饰演了叶婉这一角色。除了影视剧的拍摄，赵蕾也参与了一些电视节目，例如在2016年，她便参加了旅游卫视的《梅卿快车道》奥运专题节目，为当时的奥运健儿们加油助威，展现了其作为公众人物的社会责任感。 2017年8月，一部由赵蕾担纲女主角的商战题材剧集《决对争锋》正式与观众见面。赵蕾在剧中饰演的女一号“赵媛”，是剧中角色顾青裴的前妻。这个人物被塑造得成熟知性、充满魅力，她性格坚强勇敢，极有担当，是一个在事业和生活中都能独当一面的现代女性。然而，在个人情感与追求真爱的道路上，赵媛却经历了诸多波折与考验，其命运走向颇为虐心，赵蕾用细腻的表演将角色的复杂内心世界刻画得入木三分。
赵蕾自收到《杨门女将》起便投身于系统的武术训练之中，她尤其专注于棍法的研习，每日勤勉练习，毫不懈怠。在影片拍摄期间，导演陈勋奇特意运用长镜头来完整呈现她流畅而有力的功夫套路，以此展现其扎实的功底。值得一提的是，在整个电影的制作过程中，赵蕾始终坚持亲自完成所有动作场面，从未借助替身来完成任何高难度镜头。她不仅拥有轮廓分明、极具辨识度的面容与高挑挺拔的身形，更在舞台上展现出超越年龄的沉着与稳健，这些特质共同造就了她作为一名话剧演员的深厚潜力与独特魅力。正是这种全面的素养与敬业精神，使她不仅在话剧领域获得了广泛认可，也赢得了众多影视导演的欣赏与青睐，为其艺术生涯开辟了更广阔的道路。