趙飛燕出身平民，以良家女子的身份進宮為宮女，并非勾欄或者奴婢。父親趙臨家很窮，因為生的是個女娃，趙飛燕一出生就被拋棄，三天后竟然還沒死，便把她抱回家中撫養。進宮長大后，屬于陽阿公主家，學習歌舞，因其舞姿輕盈如燕飛鳳舞而得名“飛燕”。趙飛燕是一位在中國歷史上傳奇的人物和神話般的美女。歷史上真實的她非常痩，所謂“環肥燕瘦”成語講的便是她和楊玉環，而燕瘦也通常用以比喻體態輕盈瘦弱的美女。

漢成帝即位十多年，年已30歲，后宮卻沒有一個存活的皇子。一次微服外出游樂，來到陽阿公主府，陽阿公主把養在府中的良家女都叫出來，取悅漢成帝，趙飛燕勾人魂魄的眼神、清麗動人的歌喉、婀娜曼妙的舞姿，一下子就傾倒了成帝。漢成帝將她帶回宮。趙飛燕使個欲擒故縱之計，一連拒絕成帝三夜召幸，激起成帝征服之心，再也離不開她。

關于趙飛燕的舞蹈，有著濃重的傳奇色彩。傳說她能站在人的手掌之上揚袖飄舞，宛若飛燕。趙飛燕亦善鼓琴，《西京雜記》記載她有一張琴名為“鳳凰寶琴”，侍郎慶安世演奏了一曲《雙鳳離鸞曲》后，趙飛燕尤為激動，用自己的寶琴奏了一曲《歸風送遠操》，飄逸逍遙。

許皇后姐姐蠱詛后宮有身孕的妃子被發覺，趙飛燕趁機告發許皇后等人蠱詛后宮女子。太后得知后大怒，下令徹查，許皇后因此被廢。之后漢成帝欲立趙飛燕為皇后，但太后王政君嫌棄她出身卑微不是侯門女，不同意。太后的外甥侍中淳于長為成帝立趙飛燕為皇后一事來溝通。四月，成帝先封趙飛燕的父親趙臨為成陽侯，改變她家卑微的身份。六月，封趙飛燕為皇后，大赦天下。

趙飛燕因為幫助成帝的侄兒劉欣即位，新帝感恩，仍舊尊她為皇太后。期間，有大臣說趙昭儀罪甚大，家屬要連坐，矛頭直指趙飛燕，哀帝沒有處理。元壽二年(前1年)六月，哀帝崩逝。

與哀帝不睦的王氏外戚集團東山再起，哀帝寵臣和外戚遭到了嚴厲的打擊，傅太后丁太后被挖墳，趙太后被廢，獨尊王政君。王莽挾太皇太后王政君下詔曰“前皇太后與昭儀俱侍帷幄，姊弟專寵錮寢，執賊亂之謀，殘滅繼嗣以危宗廟，悖天犯祖，無為天下母之義。貶皇太后為孝成皇后，徙居北宮。”一個月后王莽又下詔將趙皇后和哀帝傅皇后一起貶為庶人，趕去看守自己丈夫的陵園，當天二人一同自殺。