赵守一出生于1917年，陕西省渭南人，出生于一个农民家庭。早年时期，赵守一主要在家乡读私塾，稍微长大后，赵守一前往西安继续求学。也是在读书过程中，赵守一接触到进步思想，开始主动探索拯救国家与民族的方式。
1933年，赵守一加入了我党领导的抗日反帝大同盟，致力于抗日宣传工作。然而，当时国民党却坚持「攘外必先安内」，赵守一宣传抗日的行为也被视为「冥顽不灵」，学校也开除了赵守一的学籍。此后赵守一辗转多所学校，都因为他参与革命被开除学籍。不过，赵守一没有被困难吓倒，反而越挫越勇，1935年5月，他突破国民党的封锁，前往了陕甘根据地，加入了红军。
加入红军后，赵守一成为陕甘边苏区政府教育部的一名工作人员，不过，不久后，陕北开始「肃反」，作为一名从城市而来的知识青年，赵守一也成为「肃反」的对象，并被关押起来。直到中央红军到达陕北后，赵守一才恢复了自由，并进入红军大学工作。
抗日战争时期，赵守一辗转陕北、甘肃一带，继续宣传我党的抗日思想，并做了大量有利于巩固抗日民族统一战线的工作。比如，1940年，赵守一参与创办了【边区群众报】，这份报纸生动详实，以深入浅出的写作手法描写了边区群众支援抗日的故事，多次受到西北局相关领导以及主席的表扬。
积累一定宣传经验之后，赵守一担任了【解放日报】编辑，由于表现出色，他还在1943年被评为模范工作者和劳动英雄，参加了陕甘宁边区文教大会。解放战争时期，赵守一先后担任了西北局宣传部理论宣传处处长、副部长等职务，继续在宣传领域发挥积极的作用。
新中国成立后，赵守一留在了陕西工作，担任了陕西省委宣传部长以及陕西省委书记处书记等职务。值得一提的是，在1957年开始的反「右」运动中，有的知识分子被错误地划为「右派」。赵守一及时发现了问题，同时，他也纠正了基层干部的思想，亲力亲为地解救了一批知识分子，保护了很多群众，至今都被人们称赞。
1964年1月，赵守一担任了陕西省委第二书记，也是这一年，耀邦被调到陕西省，担任了陕西省委代理第一书记。上任之后，耀邦发现经过「大跃进」后，陕西的经济十分落后。经过一番调研后，耀邦决定「首先将农业生产提升，作为第一要务」。当时陕西省委以及西北局的很多干部反对耀邦的做法，但赵守一给了耀邦很大的支持，是当时为数不多支持耀邦的当地干部。
1967年，上海发生了「一月风暴」，受此影响，陕西的造反派也活跃起来。1967年1月，赵守一被陕西省的造反派夺权，此后他受到冲击，不仅被暂停工作，而且身心也受到极大的迫害，甚至被下放到陕西省杨梧干校劳动，遣送到长安县拖拉机修配厂当工人。
粉碎「四人帮」后，赵守一重新复出，1977年，他被调到安徽，担任了安徽省委书记（当时设有第一书记）。任职期间，赵守一积极落实中央政策，解放了很多干部。同时，他也深入农村基层调查研究，支持「包产到户」，探索家庭联产责任承包制，为我国的农业与农村改革探明了方向。
1980年，赵守一离开安徽，被调到中宣部，担任了中宣部副部长。在这之后，赵守一又担任了劳动人事部部长，1985年，他进入中顾委，继续发挥老干部的作用，为改革开放建言献策。1988年，赵守一因病去世，享年71岁。
