赵志皋，字汝迈，兰溪人。隆庆二年(1568)进士及第，授职为编修。万历初年，晋升为侍读。张居正服丧期限未满夺情入仕，准备对吴中行、赵用贤施行廷杖。赵志皋与张位、习孔教等人上奏相救，被阻挡不能呈上，他们请求将吴中行等人的奏疏交给史官，张居正很恼怒。遇上星变而考察京官和朝廷官吏，将赵志皋逐出京都出任广东副使。过了三年，又借官绩考核，将他贬职。张居正死后，进谏的人交相举荐他，启用他为解州同知。不久改任南京的太仆丞，历任国子监司业、祭酒，再升任吏部右侍郎，均在南京。不久担任吏部左侍郎。
万历十九年(1591)秋天，申时行离职，举荐赵志皋和张位代替自己。于是晋升为礼部尚书兼东阁大学士，入阁参与机要事务。第二年春天，王家屏被罢免，王锡爵受召见还没有到京，赵志皋暂任首辅遇上宁夏发生变故，军事大都由他商议决定。主事岳元声上奏劾论王锡爵，其中称主政者扰乱国家，被主事褚寿贤、给事中许弘纲驳斥。赵志皋两次上疏辩解，皇帝都不追问。
万历二十一年(1593)，王锡爵返回朝廷，第二年五月就回乡了，赵志皋才开始执政。辽东兵事失利，诏令解除巡抚韩取善的官职，将副使冯时泰逮捕，投入诏狱，而总兵官杨绍勋只下交御史考察。给事中吴文梓等人疏论此事不公平，赵志皋也称“：边疆遭侵犯，是武臣的罪责。现在宽大杨绍勋而将文官从重治罪，武臣更加放纵，文官更加丧失气概。”皇帝不依从，冯时泰竟然被贬责去戍边。皇太后的诞辰，皇帝接受朝贺完毕，在暖阁召见辅佐大臣，赵志皋主张宽恕御史彭应参。言官请求减少织造，赵志皋等人联合奏请。不久又极力论述奏章滞留在宫中的弊端，请求全部交给各部门商议行事。皇帝厌恶宦官张诚与霍文炳结党，因为言官不检举揭发，将二十多人贬官、罢职。赵志皋等人接连上奏劝谏，皇帝都不接纳。他晋升为少傅，加封为太子太傅，改任建极殿的官职。
当时两宫遭灾，彗星出现，日食有九分多，三座宫殿又遭灾，连年变异迭出。赵志皋请求皇帝下诏治他的罪，于是接连奏陈时政的失误。其中最大的事是确定国家的根本、罢除矿税等事，共二十一条。皇帝下优诏答复知道了。皇长子十六岁时，赵志皋曾奏请举行弱冠、完婚的礼仪。皇帝下令礼官准备仪式。等到仪式方案呈上，皇帝没有立即施行。万历二十六年(1598)三月，赵志皋等又以此劝谏，皇帝最终不同意。
张居正执政，权势震主。申时行继他之后，气势更加强盛。王锡爵性格刚强、有气势，人们也畏惧他。赵志皋任首辅，年岁七十多，年老了，性格柔和而懦弱，被朝廷士人所轻视，责骂之声四起。他开始担任首辅时，正值西华门受灾，御史赵文炳抨击他，吏部郎顾宪成等人以全体辞职来驱逐赵志皋，实际目的是要激起皇帝的恼怒。此后给事中张涛、杨洵，御史冀礼、况上进，南京评事龙起雷相继发表诋毁之意。而巡按御史吴崇礼弹劾他的儿子两淮的副运使赵凤威，赵凤威被停止俸禄。不久，工部郎中岳元声极力陈述应该将赵志皋驱逐。给事中刘道亨进行诋毁最为积极。赵志皋很愤怒，称：“同是内阁大臣，往日有权有势，则争相趋附他以图晋升官职。现在权势削弱分散，就争相攻击他以图声名。”因此请求退休的心情更急切。皇帝下谕令抚慰他。
开始，日本封贡的议论兴起，石星极力支持。赵志皋也希望无事，与他彼此应和。等到封贡的事情失败，抨击者蜂起，凡是弹劾石星必然提及赵志皋。赵志皋每次被抨击，就上奏请求退休，皇帝总是勉励、挽留他。先曾谴责抨击的人来告慰他，后来抨击的人更加多了，就大都将奏章扣压而不下发，而且对赵志皋的挽留更坚决。等到封贡的事情完全失败，石星被判欺君之罪而投入监狱等候处死，张位也因为杨镐的原因被剥夺官职，而赵志皋始终没有被审查。然而赵志皋已经病得不能处理政务，多次上奏请求退休，御史于永清、给事中桂有根又上奏抨击他。赵志皋身在病榻，对于罢除矿税、建立皇储等人事，屡次尽力草拟奏疏争辩，皇帝在年节时候对他恩赐如前。
赵志皋的病情加重。在家休假四年，上奏八十多次。万历二十九年(1601)秋天死于家中。被赠封为太傅，谥号文懿。