Thiếu thời thông minh nhanh nhạy, hình dáng cử chỉ tương tự Tống Thái Tông, rất được Tống Thái Tông yêu thích. Lúc mười ba tuổi, đi theo đến vùng ngoại thành săn bắn, Tống Thái Tông gọi Triệu Nguyên Tá bắn, kết quả một phát mà trúng, Khiết Đan sứ giả ở bên cạnh nhìn thấy, vô cùng kinh ngạc. Từ nhỏ theo phụ thân xuất chinh Thái Nguyên, đất Kế U Châu.

Năm 982, Tần vương Triệu Đình Mỹ (秦王赵廷美) bị biếm làm huyện công đến Phù Lăng (涪陵). Triệu Nguyên Tá nỗ lực cứu vớt, sau đó Triệu Đình Mỹ chết, Triệu Nguyên Tá phát rồ, cũng thương tới người khác. Năm 985, Tống Thái Tông đại yến, chỉ có Triệu Nguyên Tá không được triệu tham gia, thế là nổi giận đốt cháy cung đình. Sau bị phế thành thứ dân. Sau khi Tống Chân Tông lên ngôi, nhớ đến tình huynh đệ, khôi phục tước vị. Năm 1027, tặng Hà Trung, Phượng Tường mục, truy phong Tề vương (齐王), thụy Cung Hiến (恭宪). Sau sửa phong Lộ vương (潞王), lại sửa Ngụy vương (魏王), thời Tống Huy Tông sửa phong Hán vương (汉王).