趙光逢，字延吉。曾祖父趙植，是嶺南節度使。祖父趙存約是興元府推官。父親趙隱任右僕射。趙光逢與弟弟趙光裔，都以文學德行知名。
趙光逢年幼時愛讀經典書籍，一舉一動都很守規矩，當時的人把他看作像「玉界尺」那樣正直溫和的人。唐僖宗時，進士及第。過了一個月，任為度支巡官，歷任台省辟職，在朝廷內外都有能幹的名聲，轉任尚書左丞、翰林承旨。
昭宗巡幸石門，趙光逢不隨從，昭宗派戴知權帶詔書命他前往石門，他稱病辭職。皇帝到華州，拜為御史中丞。這時有道士許巖士、盲人馬道殷進出宮廷，很快當上卿相大官，因此用旁門左道求進的人很多，趙光逢依靠憲紀治理此事，都受法紀制服，從此這類人漸漸少了。後改任禮部侍郎、主管貢舉。光化年中，王道衰退，南北司結黨，趙光逢一貫謹慎寧靜，擔心災禍殃及自己，因而辭官到伊洛隱居，斷絕交往，有五六年之久。他的門人柳璨受重用，任吏部侍郎、太常卿。到梁朝時趙光逢任中書侍郎、平章事，轉任左僕射兼租庸使，上奏章請求退職，以太子太保身份退休。梁末帝愛他的才能，徵召為司空、平章事。沒過多久因病辭職，授司徒退休。
同光初年，他的弟弟趙光胤為平章事，時常到家中拜訪，曾經談到政事，有一天，趙光逢在門上題字道：「請不要談論中書省的事。」他就是這樣清淨寡慾，端正沉默。曾經有女道士寄放二十兩黃金在他家裡，碰上亂世，女道士死在別處。二十年後，金子不好還給誰，便交給河南尹張全義，請轉送給道觀，金子上的舊封條還在。他在兩個朝代任官，四次退休，遵行倫常，不暗中做壞事，官員紳士都敬仰地把他當作名教主。天成初年，遷太保退休，封齊國公，死在洛陽。下詔贈為太傅。