赵婷生于北京，少年时期相当叛逆，她喜欢画漫画、写同人小说，看电影，
王家卫的《春光乍泄》对她有启发性影响，她反复看了很多遍。14岁时，几乎不懂英语的赵婷被父母送去了一所英国寄宿学校学习，但她的梦想却是在美国生活，在
蒙特霍利约克学院获得政治学学士学位，之后进入
纽约大学电影学院学习，斯派克·李是她的老师之一。
2014年，自编自导个人首部电影《
哥哥教我的歌》，该片入围
第68届戛纳国际电影节金摄影机奖，她凭借该片获得第24届哥谭独立电影奖最佳女导演奖。
2017年5月20日，由其自编自导的剧情电影《
骑士》上映，该片围绕一个年轻的牛仔展开，讲述他在受过一次几乎致命的伤后，踏上了一次横穿美国的公路旅行；11月2日，凭借电影《骑士》获得第1届平遥国际电影展罗伯托·罗西里尼荣誉最佳导演奖。2018年3月5日，凭借电影《骑士》入围第33届美国独立精神奖最佳导演奖，获得第33届美国独立精神奖邦妮奖。
2020年，执导漫威电影《
永恒族》；同年，执导由
弗兰西斯·麦克多蒙德、
大卫·斯特雷泽恩共同主演的剧情电影《
无依之地》，该片入围
第77届威尼斯国际电影节主竞赛单元-最佳影片奖；9月，凭借执导的剧情片《无依之地》获得
第45届多伦多国际电影节特别贡献奖-年度导演奖，《无依之地》获得第45届多伦多国际电影节人民选择奖。
2021年1月，
棕榈泉国际电影节宣布授予赵婷“年度导演”荣誉，她是首个获得此奖的女导演。3月1日，赵婷凭借《无依之地》获得
第78届美国电影电视金球奖最佳导演，成为首位获得该奖项的中国女导演，同时是金球奖历史上首位获得最佳导演的亚裔女性、第二位获得该奖项的女导演。4月，凭借《无依之地》获第93届奥斯卡金像奖最佳导演奖。
赵婷父亲
赵玉吉是北京一家钢铁公司的经理，母亲是医院职工，后来父母离婚，父亲与演员宋丹丹结婚，在电影这条路上，她仍坚持在美国独自打拼，没有依赖家人铺路。
在筹备她个人第一部长片《哥哥教我唱的歌》时，她遇到了比她小两级的纽约大学校友约书亚·詹姆斯·理查兹（Joshua James Richards），两人随后开始约会。他是一名来自英国的摄影师，参与过她所有的电影。
在杂志《Vogue》四月刊中，热爱老西部故事的赵婷一身牛仔打扮与马同行，很酷。她有着出色的语言能力、文化理解和全球视野。她可能会是电影工业跨国融合过程里比较快适应的人，她创作或许不再是纯粹的中国电影，而是带有中国基因的普世文本。（新浪娱乐 评）
同时，她浑身散发着独特的个人风格，她的作品都是透过非主流社区的真实人物，讲述与他们息息相关、却很少被世人提及的故事，可以展现出对弱势群体和社会问题的关注。（澎湃新闻 评）