赵破奴原籍太原(今山西太原市附近)。幼时流浪于匈奴地区,后归汉从军,为霍去病军司马。
赵破奴本是九原郡人,曾经逃到匈奴地区。后来回归汉朝,担任骠骑将军司马。
元狩二年(公元前121年),赵破奴升任鹰击将军,随军攻打匈奴右地(今甘肃西部、祁连山一带),斩杀匈奴速吸王,俘稽且王、右千骑将以及王子、王母等三千多人,汉武帝于是封赵破奴为从骠候。后因助祭金(汉代诸侯在宗庙祭祀时献给皇帝的黄金)成色不足获罪,失去爵位。
元鼎六年(公元前111年),赵破奴担任匈河将军,攻打匈奴直到匈河水,无功而还。
元封三年(公元前109年),西汉因楼兰攻劫汉朝使节,梗阻丝路,派赵破奴率军数万人攻破姑师,俘虏楼兰王,因功受封浞野侯。
太初二年(公元前103年),赵破奴担任浚稽将军,率领两万骑兵攻打匈奴左贤王,左贤王与之交战,派八万骑兵包围赵破奴军,赵破奴被匈奴生擒,所部全军覆没。
天汉元年(公元前100年),赵破奴与其子赵安国
从匈奴逃回汉朝。
征和二年(公元前91年),赵破奴因巫蛊之祸受到牵连而被灭族。