Khi còn nhỏ, Triệu Nguyên Nghiễm đã nổi tiếng thông minh. Ông được Thái Tông xem trọng và thường đi dự yến tiệc cùng cha mình. Triệu Nguyên Nghiễm cũng được biết đến bởi lòng hiếu thảo của mình, luôn hầu hạ cho mẹ mỗi khi bà mắc bệnh. Không như những nhân vật khác trong hoàng tộc, Triệu Nguyên Nghiễm say mê sách vở và thơ văn. Ông cũng đam mê thư pháp, học tập các bậc thầy Vương Hiến Chi và Vương Hi Chi.

Khi cháu ông Triệu Trinh nối nghiệp hoàng vị, Lưu hậu buông rèm nhiếp chính. Để tránh chạm trán với Chương Hiến Hoàng thái hậu Lưu thị, Triệu Nguyên Nghiễm liền lánh mặt trong phủ, giả vờ bị mất trí. Chỉ sau khi Chương Hiến Minh Túc Lưu Hoàng hậu qua đời, ông mới trở lại điện và công cáo sự thật rằng Lý Thần phi, chứ không phải Lưu Hoàng hậu, mới là sinh mẫu của Hoàng đế. Chi tiết này được lưu truyền qua câu chuyện Ly miêu hoán thái tử (狸猫换太子).

Chính trực liêm khiết, ông trở thành cánh tay đắc lực của Nhân Tông. Khi ông mắc bệnh nặng, hoàng đế đã ngỏ lời tặng 5000 lạng bạc nhưng ông từ chối, bảo rằng: "Sơn hà xã tắc sao lại tốn tiền vì kẻ gần chết?"