1992年，從未接受正規表演訓練的趙文瑄因為一口流利的英語，被李安看中出演《喜宴》自此踏足演藝圈，該片入圍1994奧斯卡最佳外語片。
1994年，參演李安執導電影《飲食男女》；與陳沖、葉玉卿主演鄭錦鵬導演的電影《紅玫瑰與白玫瑰》，飾演游走與老婆與情人之間的佟振保。
1995年，在電影《宋家皇朝》中首次飾演孫中山。1996年，在李少紅執導的電視劇《雷雨》中飾演周萍。
1999年，參演電視劇《大明宮詞》，一人分飾兩角，分別出演擁有無限權力欲望的花花公子張易之和溫文爾雅的薛紹。
2001年，參演電視劇《錢王》，飾演男一號紅頂商人王熾。
2004年，主演歷史題材電視劇《國寶》。
2005年，憑借電視電影《隨風而去》榮獲第六屆電影頻道數字電影百合獎優秀男主角獎。
2007年6月，與李心潔、吳越等主演的反映孫中山在革命初期經歷和情感故事的電影《夜·明》，趙文瑄在電影中飾演孫中山，這是趙文瑄第三次飾演孫中山一角 ，榮獲上海國際電影節傳媒大獎最受注目男主角獎、廣州大學生電影節最佳男主角獎。
2009年05月主演反映洛陽正骨的傳奇故事《大國醫》在央視一套播出。
2011年，參演劉曉慶、殷桃主演電視劇《武則天秘史》，飾演中年時期的唐高宗李治。
2012年，參演電影《辛亥革命》，第五次飾演 孫中山，孫中山一角入圍第31屆大眾電影百花獎最佳男主角；9月，主演的電影《非常營救》上映，趙文瑄在影片中擔綱第一男主角，飾演具有血性又充滿智謀的抗日愛國人士褚輔成。
2013年12月，參演古裝劇《舞樂傳奇》。
2014年9月27日電視劇《孔子》在山東衛視全國首播。
2015年2月19日與陳坤、李冰冰合作拍攝的3D魔幻巨制《鐘馗伏魔：雪妖魔靈》開播。同年11月30日，趙文瑄出演由鄭曉龍導演指導的電視劇《羋月傳》飾演：楚威王。
2016年7月21日，參演電影《絕地逃亡》上映。
2017年12月，參演電視劇《萍蹤俠影》。
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