女，1948年12出生，河南淇县人，幼年随父母到台湾彰化定居。1971年毕业于台湾新竹清华大学化学系，1975年至1979年在美国纽约州立大学石溪分校攻读博士、博士后，师从世界著名化学家、磷化学鼻祖—F.诺米尔兹（Fausto Ramirez）教授，1979年毅然回到国内，在中科院化学所工作，1986年获中科院科技进步二等奖，1988年调任清华大学化学系教授，1991年成为当时最年轻的中科院院士（学部委员），并创建了在国际学术界享有盛誉的“生命有机磷化学国家教委开放实验室”， 1993年获中国青年科学家奖，1994年任清华大学生命科学与工程研究院副院长。1995年当选国际科学院院士。

赵玉芬院士是我国生命科学界的权威之一，创建了“磷酰化氨基酸是蛋白质和核酸的共同起源”的新的理论体系，这一解释生命起源的新成果已经被世界生命化学界广为引用，推动了世界磷化学和生命化学的进步。