赵小溪的父亲是赵葆华，哥哥是赵小鸥。
由于父亲赵葆华的职业背景与行业熏陶，赵小溪自幼便有机会较早地接触到电影创作领域，并在长期的耳濡目染中，逐渐培养起对影片画面质感与故事剧本严谨性的高度追求。在他执导的影片《幸福成本》中，这种追求得到了鲜明的体现：作品不仅紧密贴近日常生活，更自然地融入了诙谐幽默的元素；整体风格看似轻松恬淡、舒缓平和，却往往在细微处蕴藏着令人深思的现实隐喻与社会观察。通过细腻的镜头语言和精心构图的画面，观众能够清晰地感受到导演赵小溪所秉持的独特艺术理念与一贯的美学风格。
一九九九年，赵小溪凭借优异的成绩成功考入北京电影学院，进入该校的影视动画导演专业学习。经过四年的系统培养与专业训练，他于二零零三年顺利毕业，并获得了大学本科学士学位。在毕业同年，赵小溪被分配至八一电影制片厂，开始了他在电影制作领域的职业生涯。
在2007年，赵小溪与赵小鸥共同执导了数字电影《幸福成本》，这部作品不仅成功入围第27届中国电影金鸡奖最佳数字电影奖的评选，还被选为第十二届“北京放映”活动的重要展映影片，获得了业内的广泛关注。同年，他还拍摄了另一部数字电影《白雪花·红窗花》，该片因其深刻的内容和出色的表现，于2008年获得了年度农村题材影片专项辅助资金的奖励与支持。进入2008年，赵小溪继续投身创作，拍摄了数字电影《无悔调查》。同年，他再次与赵小鸥联手合作，共同执导了电影《天上掉下个林妹妹》，这部影片以其新颖的故事结构、错综复杂的叙事线索，讲述了一个兼具幽默色彩与感人深情的精彩故事，凭借此片，赵小溪赢得了第10届中国长春电影节最佳新人奖的荣誉。2009年，他与导演刘抒娟合作，拍摄了中国电影集团公司重点推出的儿童题材影片《守护童年》。2012年，赵小溪与赵小鸥再度携手，执导了惊悚恐怖题材的电影《咒·丝》。同年6月，由他执导的公益电影《一起去看天安门》在巫溪县正式开机，该片以“感动重庆十大人物”候选人唐丽的真实事迹为创作原型，旨在传递社会正能量。2013年6月14日，他执导的惊悚悬疑电影《枕边有张脸》在全国公映，这部影片改编自封门村1963年发生的枕边鬼脸灵异事件，吸引了大量观众的注意。2014年，赵小溪凭借其执导的剧情电影《我不是王毛》获得了多项专业肯定，不仅提名中国电影导演协会2014年度最佳青年导演，还荣获了第18届北京影视春燕奖最佳导演奖以及浙江青年电影节的最佳导演奖项。2015年12月，他与赵小鸥合作执导的悬疑偶像剧《重生之名流巨星》在上海正式开机。到了2019年7月，由赵小鸥、赵小溪联合执导，彭昱畅、董力、王燕阳等演员主演的热血青春校园运动励志剧《奋斗吧，少年!》于7月22日在湖南卫视青春进行时剧场播出。2022年，赵小溪继续活跃在影视创作一线，其执导的电影《无负今日》定于9月10日上映；而此前在8月29日，由他执导的电视剧《消失的孩子》也已率先与观众见面。