“成帝尝微行出。过阳阿主，作乐，上见飞燕而说之，召入宫，大幸。”
赵飞燕出生于京师长安城，刚生时，父母不想养她，将其抛弃，三天不死，于是将其抱回养大。
后来赵飞燕以良家女子的身份当宫女，属阳阿公主府，学习歌舞。因其舞姿轻盈如燕飞凤舞而得名“飞燕”。
鸿嘉三年（公元前18年），汉成帝即位十多年，年已30岁，后宫却没有一个存活的皇子。有一次汉成帝微服外出游乐，来到阳阿公主府中，阳阿公主把养在府中的良家女都叫出来，取悦汉成帝，赵飞燕勾人魂魄的眼神、清丽动人的歌喉、婀娜曼妙的舞姿，一下子就倾倒了成帝。汉成帝将她带回宫中，夜夜临幸。
后来汉成帝听说她的妹妹赵合德长得非常漂亮，温柔妩媚，连赵飞燕也自愧不如，便下令招入宫中，姐妹“俱为婕妤，贵倾后宫”。
有一位宣帝时后宫披香博士淖方成在成帝身后，吐了口唾沫说：“这是祸水，一定会把汉王朝之火灭了！”赵氏姐妹二人都被封为婕妤，贵倾后宫，许皇后、班婕妤全都失宠。
鸿嘉三年（前18年），许皇后之姐施巫蛊诅咒后宫有身孕的妃子被发觉，于是赵飞燕趁机诬告： 许皇后、班婕妤用诅咒他人的办法求取自己宠幸，诅咒后宫，责备皇帝。冬季，十一月十六日，许皇后被废，关在昭台宫，皇后的姐姐等均被杀，亲属被逐回故乡。审问班婕妤时，她回答说：“我听说，‘生死有命，富貴在天。’修行正道尚不能获福，干歪门邪道还能得到什么？假使鬼神有知，不会接受诅咒皇帝之人的诉说，如果鬼神无知，诉说又有什么用。所以我不做这种事。”成帝认为她回答得很好，宽赦了她，赐给黄金百斤。赵氏姐妹骄纵、妒忌。班婕妤恐怕时间长了被她们迫害，就要求去长信宫侍奉皇太后，成帝同意了。
汉成帝永始元年（前16），成帝想封赵飞燕为皇后，但皇太后嫌她出身卑贱，从中阻拦，太后姐姐的儿子淳于长任侍中，多次往来于东宫，为成帝传话，经过一年多，才得到太后的旨意， 予以允许。夏季，四月十五日，成帝先封赵飞燕的父亲赵临为成阳侯。谏大夫河间人刘辅上书力阻，激怒成帝，成帝就派侍御史逮捕刘辅，关押在由宦官掌握的秘密盗狱，大臣们都不知是何缘故。最后还是在左将军辛庆忌、右将军廉褒、光禄勋琅邪人师丹、太中大夫谷永等四人的劝谏下，成帝才下令把刘辅转押到少府的诏狱，减免死罪，判他三年徒刑，为宗庙釆供柴薪。
六月七日，成帝封赵飞燕为皇后，大赦天下。
成帝为了取悦新皇后，令工匠在皇宫太液池建造了一艘华丽的御船，叫“合宫舟”。一天，成帝带着飞燕一同泛舟赏景。飞燕穿着南越所贡云英紫裙、碧琼轻绡，一面轻歌《归凤送远》之曲，一面翩翩起舞，成帝令侍郎冯无方吹笙以配飞燕歌舞。舟至中流，狂风骤起，险些将身轻如燕的赵飞燕吹倒，冯无方奉成帝之命救护，扔掉乐器，拽住皇后的两只脚不肯松手，飞燕则继续歌舞。此后，宫中便流传“飞燕能作掌上舞”的佳话。
正当赵飞燕沉浸在母仪天下的荣华与威势之中时，却失了宠。得宠的是赵合德，被封为昭仪，赐住昭阳舍，居处中庭全用朱红色，而殿上则漆成黑色。门限全用铜包，再涂以黄金。台阶用白玉雕成。屋内墻壁上带状的横木，处处嵌有黄金环，环内镶上蓝田玉璧、明珠、翠羽来装饰，这种奢华是后宫从来没有过的。赵皇后居住在另外一个官殿，跟侍郎和多子的宫奴屡次私通。赵昭仪曾对成帝说：“我姐姐性格刚烈，一定得罪了不少人，如果被人构陷，则我们赵氏就要绝种了！”趁势哭得十分悲伤。成帝相信了她的话，凡是有报告皇后奸情的人，成帝就把他杀死。从此，赵皇后公然淫乱，没有人敢报告了。赵飞燕姐妹虽然相继专宠后宫十多年，但都没有子嗣，《飞燕外传》中的解释是姐妹二人为驻颜却老使用息肌丸以致不孕。
宫中有个叫曹伟能的女官，怀上了成帝的孩子，临产时，赵合德命中黄门田客拿着皇帝的诏书，毒死了曹姬，取走了婴儿，最终不知下落。后来嫔妃许美人怀孕，汉成帝暗中派御医去探视，又送给许美人三粒名贵的养身丸药，做保胎之用。许美人生了儿子以后，赵合德知道了，大哭大闹了一场，最后胁迫成帝亲手掐死了自己的儿子。赵氏姐妹的残忍令人发指，而汉成帝的昏蒙也无以复加。当时有讥刺赵飞燕童谣道：“燕燕，尾涎涎，张公子，时相见。木门仓琅根，燕飞来，啄皇孙。皇孙死，燕啄矢。”
绥和元年（前8年），定陶王刘欣来到长安，其祖母傅太后私下以许多金银珠宝、珍玩布帛贿赂赵飞燕姐妹，打通关节，在她们的帮助下，一直没有子嗣的汉成帝立侄子刘欣为太子。
绥和二年（前7年）春，46岁的成帝死于赵合德床上，成帝一直身强体壮，从来不生病，去世前晚还很好，早晨起床穿衣，准备接见辞行的楚思王刘衍和梁王刘立，谁知刚刚穿上裤袜，衣服还没能披上身，就忽然身体僵直、口不能言，中风倒床，动弹不得，不久便去世。朝野震动，同里、太常丞谯玄等群臣声讨赵氏祸水。赵合德自杀身亡。
太子刘欣作为养子即位，是为汉哀帝，他感念赵飞燕当初拥立之功，依礼法尊赵飞燕为皇太后，封皇太后弟赵钦为侍中驸马都尉、新成侯，兄子赵䜣为成阳侯，赵氏一门两侯，地位显赫。
然而几个月后，司隶解光弹劾赵昭仪怂恿皇帝杀害许美人、中宫史曹宫所生皇子，称“赵昭仪倾乱圣朝，亲灭继嗣，家属当伏天诛”，要求追究赵氏一族的罪过。
下令罢黜赵飞燕弟赵钦、兄子赵訢，皆被贬为庶人，流放到辽西郡。议郎耿育上书为赵飞燕求情，对解光揭露的杀害皇子案持怀疑态度，痛斥其落井下石。
由于哀帝得继皇位乃是赵飞燕大力促成，加上她与哀帝祖母傅太后关系密切，自然不再予以追究，赵飞燕总算能安下心来，保住了皇太后的位子，但这样一来被太皇太后王政君和王氏家族所仇恨。
元寿二年（前1年）六月，哀帝崩逝。与哀帝不睦的王氏外戚东山再起，哀帝宠臣和外戚遭到了严厉的打击，傅太后丁太后被挖坟，赵太后被废，独尊王政君。王莽挟太皇太后王政君下诏曰：“前皇太后与昭仪俱侍帷幄，姊弟专宠锢寝，执贼乱之谋，残灭继嗣以危宗庙，悖天犯祖，无为天下母之义。贬皇太后为孝成皇后，徙居北宫。”一个月后又下诏将赵皇后和哀帝傅皇后一起贬为庶人，赶去看守自己丈夫的陵园，当天二人一同自杀。
