1920年，他与其他100名留学生一起乘坐法国邮轮阿芒贝尼克号赴法国留学，参与创办旅法共产主义小组。当时第一次世界大战刚刚结束，法国民生凋敝，很难找到工作。8月，他进入巴黎西郊工业区的一家铁厂工作，负责锯铁、锤铁和卸车。他每天工作8小时，业余时间阅读《资本论》等马克思主义作品，也给中国的《少年》杂志供稿。在工作了几个月后，赵世炎失业，之后“阅读法文进步报刊，搜集苏俄情况，经常向国内报告”并联系在法中国人。1921年4月，他进入施耐德铁厂工作，成为该厂一万多名华工（全场工人约三万）之一，负责拉钢条、轧钢板