1242年，入见忽必烈，法名聘请中原儒学名士王鹗等人，学习蒙古语，为忽必烈讲解儒经。蒙哥即位，命赵璧和塔察儿到燕京抚慰军民。1252年，赵璧和史天泽都担任河南经略使，他们在边境屯田，准备攻打南宋。1259年，赵璧随从忽必烈攻打南宋鄂州（今湖北省武汉市），宋朝大臣贾似道请和。赵璧与之谈判。元世祖即位，以赵璧为燕京宣慰使、中书省平章政事，征伐阿里不哥、山东李璮，赵璧为行山东等路中书省事。至元四年（1267年）赵璧为枢密副使，至元六年（1269年）赵璧和阿朮攻打宋朝襄阳樊城。同年，高丽王王禃被林衍废黜，赵璧行东京