赵思温年轻时果锐，有膂力，力大过人。以骁勇闻名。原为卢龙军节度使刘仁恭幕下。李存勗问罪燕国，赵思温率偏师抵御。赵思温目中流矢，撕下衣裳止血，继续战斗。赵思温被李存勗部将周德威擒获。李存勗任用赵思温为部将，于后梁莘县之战，赵思温表现骁勇，李存勗任命他为平州刺史兼平州营州蓟州三州都指挥使。神册二年（917年），耶律阿保机经略燕地，赵思温降契丹。后从阿保机平渤海国，任汉军都团练使，率汉军力战，攻克扶余城，身负数伤，阿保机亲为调药。辽太宗即位，以功擢赵思温检校太保、保静军节度使。天显十一年（936年），后唐攻太原，