早年为尚书令司马子如的门客，供写书，高欢在晋阳时，司马子如看中他书写无误用为书令史，推荐赵彦深担任史官。子如担任开府参军，再以赵彦深为水部郎。补大丞相功曹参军。高欢时期的文章多出自其手，号称敏给。高欢死后，世子高澄委托赵彦深署理后事，封安国县伯。劝降西魏颍川守将王思政，解思政佩刀赠与彦深。高洋即位称帝，赵彦深仍旧掌管机密，进爵为安国县侯。历任秘书监、大司农。出为东南道行台尚书、徐州刺史。征为侍中，仍掌机密。武成帝河清元年（562年），进爵安乐公。累迁尚书左仆射、齐州大中正，监国史，迁尚书令，位特进，