Mit der chinesischen Frauenmannschaft nahm Zhao Xue seit 2002 an allen Schacholympiaden teil. Mit der Mannschaft gewann sie 2002 und 2004, erreichte 2010, 2012 und 2014 den zweiten sowie 2006 den dritten Platz. In der Einzelwertung erreichte sie 2002 sowohl das beste Ergebnis der Reservespielerinnen als auch die beste Eloleistung aller Teilnehmerinnen, 2004 das beste Ergebnis am dritten Brett und die drittbeste Eloleistung aller Teilnehmerinnen, 2006 die beste Eloleistung aller Teilnehmerinnen und 2012 das beste Ergebnis am zweiten Brett.