生平
本名趙德明。太平興國七年（982年）七月，趙德明出閣，被授檢校太保、同平章事，封廣平郡王。次年十月，改名趙元佑，進封為陳王。太宗認為諸皇子年幼，下詔命宰相排班在諸王之上，讓皇子們明白謙損之道。
雍熙二年（985年）重陽節，太宗長子楚王趙元佐因病新愈沒有參加太宗與諸王在苑中的宴席和射箭，晚上趙元佑等去看他，他說：「汝等與至尊宴射，而我不參加，是為君父所棄！」當夜就縱火焚宮。太宗治其罪，趙元佑以下和宰相近臣都號哭要救他，太宗哭道：「朕每讀書，見前代帝王子孫不率教者，未嘗不扼腕憤恨。豈知我家至有此事！」遂下詔廢趙元佐為庶人。
三年（986年）七月，趙元佑被改名趙元僖，十月（《東都事略》作二年事）擔任開封府尹、兼侍中。太宗因契丹犯邊，將大舉進攻，遣使去河北諸州招募鄉民為兵。四年（987年）四月，趙元僖上疏：「精擇銳旅，分戍邊城，來則御之，去則勿逐。有備無患，古之道也。所集鄉兵，雖眾何用？況河南人戶，非能便習武藝，不可盡置戎行。河北緣邊諸州，頗有閒習馳射者，或可選置軍中，令本處守押城池，而河南諸州一切停罷。」宰相趙普也這麼說。太宗認為他們說得對。後趙普被朋黨所嫉恨，被罷為山南東道節度使。十二月，趙普入覲，趙元僖上疏將趙普比作魏徵、房玄齡、杜如晦、姚崇、魏知古，希望太宗複用為宰相，太宗嘉獎採納。
端拱元年（988年）二月進封為許王，加中書令。太宗手詔講述自己年輕時的經歷，並戒趙元僖等：「汝等生長深宮，須克己勵精，聽卑納諫。每著一衣，則閔蠶婦，每餐一食，則念耕夫。至于聽斷之間，慎勿恣其喜怒。朕每禮接群臣以求啟沃，汝等當勿鄙人短，勿恃己長，乃可永守富貴而保令終。先賢有言曰：『逆吾者是吾師，順吾者是吾賊。』此不可以不察也！」先前佣書人翟馬周誣告原宰相李昉致其罷相，趙普很嫉恨他。三月，趙元僖派親吏儀贊察得此事上奏，翟馬周被下獄伏罪，受杖刑流放海島，其同黨樞密副使趙昌言、鹽鐵副使陳象輿、度支副使董儼、知制誥胡旦、右正言梁顥都被貶。閏五月，因被御史中丞劾奏，趙元僖心裡不平，對太宗訴說：「臣是天子兒，因冒犯中丞被問訊，願賜寬宥。」太宗說：「這是朝廷儀制，誰敢違之！朕若有過，臣下尚且加以糾摘；汝是開封府尹，可以不奉法嗎？」依法處罰了他。
呂端、知陝州張去華、殿中侍御史陳載等名臣都成為趙元僖僚佐，張去華被任為開封府判官，陳載為推官，並賜金紫，賜錢百萬。趙元僖禮遇優隆勝過諸王，又是太宗最愛的兒子，眼看要被立為皇太子。趙元僖性格沉默寡言，在五年的開封府尹任期內，在行政方面沒有什麼過失。但淳化二年（991年）九月度支判官馮拯與左正言尹黃裳、右正言王世則、右拾遺洪湛、左正言宋沆伏閣請立趙元僖為皇太子時，卻因洪湛等言辭狂率激怒太宗，都被貶到嶺外為知州。太宗因此對近臣說：「儲副是邦國之本，朕豈不知，但近世淺薄，若立太子，則東宮僚屬都要稱臣，官職與上台無異，人情深為不安。此事朕自有分寸。」宋沆是宰相呂蒙正妻族，呂蒙正又是提拔宋沆者，遂因此事牽連被罷相。
宋太宗聘陸萬友次女為趙元僖夫人，後又安排趙元僖娶隰州團練使李謙溥的女兒（一作其弟李謙升女）為妻，並對宰相們說：「朕曾對諸子們說，如今的妻子都出自將相大臣之家，六禮具備，能不自重嗎？」
趙元僖性格仁孝，姿貌雄毅，寡言，不喜歡李氏，卻魅惑于侍妾張梳頭，想廢了李氏立張梳頭為夫人。淳化三年（992年）十一月，趙元僖一早入朝坐在殿中，覺得身體不適，就回府了。太宗親臨試探，已病重，太宗喊他，他還能回應，但很快病逝。一說張梳頭想下毒毒死李氏，結果趙元僖夫婦換盞導致趙元僖喝下毒酒，站在屏風后的張梳頭只得撅耳頓足，趙元僖喝完酒趨步上朝到殿中就昏迷無知覺，被扶上馬到東華門外就落馬僕地，被扶回去就死了。
趙元僖死後，宋太宗一度很悲痛得哭泣到天明，還寫了《思亡子詩》給近臣看，廢朝五日，追贈為皇太子，謚號恭孝。有司請求原定十天後的南郊祭祀照常舉行，太宗下詔下尚書省議論，在召集公卿商議後聽從吏部尚書宋琪等奏議，將祭祀改到次年正月，並命內侍皇城使王繼恩及御史武元穎調查趙元僖突然死亡之事，但在趙元僖死于誤食、張梳頭任意捶打僕人和小妾甚至致死而趙元僖不知、于都城西佛寺招魂葬其父母逾制之類的劣跡被人揭發後，宋太宗大怒，在11月25日取消追冊趙元僖為太子的儀式，只將其按一品官的禮儀薄葬。張氏被絞死，其父母墳墓被燒毀，與其同謀下毒者臠割釘在東華門外，親屬都被流放到邊遠地區。太宗又要追究嚴懲趙元僖的屬官，左諫議大夫魏羽認為西漢太子劉據起兵作亂，僅被當時人認為當處笞刑，趙元僖的罪責不如劉據。太宗採納，輕判了趙元僖的屬官，貶開封府判官、右諫議大夫呂端為衛尉少卿，推官、職方員外郎陳載為殿中侍御史，許王府諮議、工部郎中趙令圖、侍講、庫部員外郎閻象免職，趙元僖左右親吏都下獄，由王繼恩驗問後處以杖責、停職、免職，已不是趙元僖僚佐的張去華不久也因其他事被貶。後呂端在考課院自稱對趙元僖輔佐無狀，感激太宗寬容，被太宗複職。
張唐英《寇準傳》載太宗對鄆州通判寇準稱東宮太子趙元僖所為不法，他日必有桀、紂之行，欲廢之，怕東宮中自有兵甲，害怕召亂。寇準獻計，令趙元僖攝行禮，令其左右侍衛皆相從，再搜宮，果然搜得淫刑之器，有剜目、挑筋、摘舌等物，等趙元僖回宮示之，趙元僖伏罪，于是被廢，趙元侃被立為太子，太宗也從此更器重寇準。但寇準淳化三年已為樞密副使，趙元僖失父寵在死後，生前未嘗建東宮，所謂淫刑事也是先前雍熙二年九月趙元佐之事，故此史料不被採信。
至道三年（997年）正月，宋太祖宋皇后下葬，趙元僖和夫人李氏陪葬。同年，趙元僖的弟弟宋真宗繼位後，也下詔天下恢復了哥哥的太子謚號。乾興元年（1022年）四月，改謚號為昭成太子。
大中祥符五年（1012年）六月，趙元僖妻韓國夫人田氏為兄閤門祗候田承說求知州軍，未果。天禧四年（1020年），田氏去世。趙元僖去世時正室李氏尚在人世，身後為何又有妻田氏，待考。
子孫
趙元僖二子都未及命名就早夭，故沒有子嗣。景佑二年（1035年）十月宋仁宗下詔為趙元僖等立後，把趙元僖的兄長趙元佐的兒子趙允成之子趙宗保（《東都事略》作趙宗達）過繼給趙元僖為嗣孫。趙宗保在慶曆四年（1044年）七月作為太子孫由右千牛衛大將軍封為建安郡王，後封新平郡王，謚恭靖。
仁宗生母李宸妃有一養女被仁宗命為趙元僖女，封為樂安郡主，嫁張承衍。
宋哲宗元祐元年（1086年）十月，監察御史王岩叟說「宮中嘗養二子」「一人名宗實，昭成太子之第二子」，疑誤。仁宗晚年所養二子為趙宗實、趙宗保，趙宗實即宋英宗。
趙宗保一系：
• 子：趙仲恕，襲封，官至忠州團練使，贈安德軍節度使，謚純僖
• 孫：趙士盉，熙寧三年（1070年）燕國公（《東都事略》誤作趙宗達被封為燕國公）
• 曾孫：趙不愆，任忠訓郎
• 玄孫：趙善元
