1944年10月，加入八路军，在渤海军区一分区政治部做民运工作。抗战胜利后，赵心水随军北上参加解放战争，在东北六纵队十八师宣传队任分队长、代队长等职。1947年8月15日，赵心水加入中国共产党。1948年，因创造性地建立行军鼓动棚的贡献而立大功一次。
1950年，赵心水被送入中南军区部队艺术学院戏剧系导演班学习。1952年，赵心水圆满结束了在武汉中南军区艺术学院的学习。毕业后，调入长春电影制片厂。1957年，担任剧情电影《
复试》的助理导演。1958年，担任剧情电影《
女社长》的助理导演，该片由
方荧执导。
1960年，执导个人首部电影《鸿雁》，从而开启了他的导演生涯，该片取材于 1958年发表在《人民日报》上的长篇通讯《红色邮递员李虎天》；同年，执导戏曲片《潘杨松》。1963年，执导战争电影《冰山上的来客》，他凭借该片获得长春电影制片厂“小百花奖”最佳导演奖。1965年，自编自导由
卢桂兰、
隋桂凤搭档主演的剧情电影《
“特快”列车》。
1972年，由其执导的剧情电影《光辉的道路》上映。1975年，执导剧情电影《
长城新曲》，该片由吕武林、姜瑞、李俊海联袂主演。1977年，执导悬疑电影《熊迹》，该片讲述了中国北方某地国境线上，发生了一起越境敌特被我击毙的案件而引发的抓捕苏联特务故事。
1979年，执导由
梁波罗、
黄梅莹合作主演的剧情电影《瞬间》。1981年，由其执导的剧情电影《海神》上映，剧本以人民海军建军初期的第一次海战为背景。1985年，自编自导由
冯恩鹤、加米拉、石荣联合主演的剧情电影《
戈壁残月》。1988年，与王文智联合执导动作电影《天下第一剑》。
赵心水的父亲在天津入股一家药店，做药材生意。赵志汾兄弟姐妹五人，他排行第四，出生的时候，双眉之间生有一痣，所以小名叫珠儿。1989年，赵心水因肝癌晚期而病逝于北京。
赵心水有着丰富的生活经历和戎马生涯，为以后的艺术创作中奠定了坚实的基础，使他的作品更贴近生活、更富有沧桑风情。他性格像母亲，外向而擅长与人沟通和交流。在艺术创作方面，他追求的是写实兼具浪漫的艺术风格。他性格倔强又执着，被公认为“坏脾气”导演，可他的仗义、正气是被人认可的，他在影片的创作上却很民主也很虚心。他这样一位事业至上的导演，艺术创作是生活的一部分，他的性格与情感往往会在影片中有所体现。多年的从军生涯奠定了赵心水拍摄部队生活的基础，使他镜头下的军人形象气质更加鲜活（《电影文学》评）。