从大连东北路小学走出来的赵旭日在四川冠城队崭露了头角，17岁的他就开始征战甲A联赛，18岁的时候阿里汉将他招进了国家队。
2003年12月10日，在中国队和中国香港队的比赛中，来自四川冠城的小将赵旭日出现在首发阵容中，比赛中他用一记精彩的凌空垫射为中国队打开了胜利之门，同时也刷新了中国男足参加国际Ａ级比赛最年轻入球队员的纪录。甫一入选由阿里汉指挥的中国队，就已经打破了出场最年轻的国脚纪录的赵旭日，那时候刚刚年满18周岁。
在2004年的甲A联赛当中，他一直出任四川队的主力中前卫。2004年的一场重伤，让他失去了进入国家队的机会，不过在四川队他依然是绝对主力。
赵旭日2004年亚青赛之后，他才正式被招进中青队，但很快就占据了主力位置。2005年，赵旭日随大连队夺得中超联赛的冠军。
2007年赵旭日再次出现在国家队的时候，他已经是朱广沪的重点培养对象。在肇俊哲淡出国家队，李铁已经廉颇老矣的情况下，赵旭日成为了国家队后腰的主要培养对象。
现在，赵旭日还保持着最年轻国家队队员和最年轻队员国家队进球的两项纪录。
赵旭日 - 职业生涯2000年，随高洪波带的1983年龄段的国少队出征韩国。
2002年，刚满16岁的赵旭日代表大连赛德隆队参加甲B联赛，开始了职业足球生涯。
2003年底，赵旭日成为了汉家军（阿里汉执教的国家队）的主力右前卫，参加东亚四强赛。
2004年初，赵旭日以自由转会方式永久加盟冠城队。
2005年，参加了世青赛，在对土耳其的比赛中的最后时刻，赵旭日的一脚绝*土耳其的世界波让人记忆犹新。
2005年，返回大连队之后，赵旭日依然是队中的主力后腰。
2006年，代表国家队参加亚洲杯预选赛，在与新加坡队的比赛中采取报复性犯规被亚足联处于停赛两场并罚款3000美元。
2007年，赵旭日代表大连实德征战中超，并代表国奥队参加比赛，曾在对乌拉圭的一场友谊赛中担任队长一职。
2008年初，代表国奥队参加欧洲拉练。
2008年4月，代表中国国奥队赴塞尔维亚参加奥运前的集训。
2008年8月，代表中国国奥队参加了北京奥运会。
为备战2014年世界杯预选赛及2011年亚洲杯决赛阶段比赛，名列中国足协2010年8月2日公布的最新一期国家队集训的大名单之内。
赵旭日 - 特点评价赵旭日有一个很响亮的绰号叫“赵一炮”，很多人都认为这个名字是来自他在世青赛上那脚惊世骇俗的远射。 赵旭日的远射技术不仅好，最大的特点还有力量大，经常在比赛中上演“远程重炮轰门”的好戏。“赵一炮”的绰号不是因为他的远射好而得名的，而是此前他在训练的时候经常射门打高而遭到队友戏弄得名的。“我在练习射门的时候也是力量很大，因此经常打高，有的时候竟高得离谱，因此很多队友开始戏弄我，说我是赵一炮。”
尽管赵旭日在比赛中屡次上演重炮轰门的好戏，但是他更喜欢的还是在后腰位置上防守。“相比之下，我更喜欢防守。在国家队里，朱指导就在重点考察我和周海滨，他进攻好，我防守好。”赵旭日在解读自己的特点时，认为自己防守好于进攻。“其实我不是一个很地道的边前卫，我更擅长后腰，现在邦弗雷雷让我到边前卫，也可能是在锻炼我的进攻能力。”
赵旭日作为一名中场球员，其身体条件出众，防守意识强，协防到位。以充沛体力和凶猛的拼抢而著称，在赛场上总是不惜体力的奔跑，这也是他成为最年轻国脚的资本。赵旭日在比赛中有比较好的位置感，经常在由守转攻的环节中起到最关键最有价值的作用。
赵旭日认为自己是球场上比较勤奋的类型，“我在场上一直都是很投入的，我喜欢防守，更喜欢满场飞奔。”现在赵旭日不但在悄悄恢复大连实德队右路犀利的进攻，也在克隆李明的足迹――不再玩命拼体能，开始动脑子踢球。谈到自己足球风格的变化，赵旭日认为，这种变化是成长和成熟的自然结果。“主要是比赛打得多了，经验自然就丰富了，有了一定的经验后对比赛的认识和理解就不一样了。”
赵旭日 - 闪光时刻绝*土耳其：2005年6月12日，世青赛中土之战下半时补时第5分钟，赵旭日禁区外迎着对方门将击出的来球原地挥起右脚凌空怒射，皮球呼啸着划出一道近乎完美的弧线直扎网内，这记“压哨三分球”令国青对手土耳其突然死亡。
精彩世界波：2007年7月1日，为了庆祝香港回归10周年，中国联队在港与世界明星队进行了一场友谊赛。第41分钟，王栋左路底线前策动攻势，赵旭日禁区前偏左位置得球后稍作调整，一脚凌空抽射送出世界波，皮球直挂球门后角，中国队就此1-0领先半场。最终中国队2：0获胜。
捐款献爱心：大连海昌队是中超球队中向四川地震灾区捐款最多的，赵旭日说：“我们仅仅能用捐款这种形势，来表达我们对于四川灾区人民的一份心意，这种捐款，我认为是我们每一个中国人的本分，而不是说帮助，这么大的灾难，大家本来就该携起手来，共同渡过难关，说老实话，我感觉这次灾难，能看出中国人空前的团结，这样一个国家，做什么都会做好的。”
攻入制胜球：2008年07月20日下午，中国国奥队坐镇长春以1∶0险胜来访的澳大利亚国奥队，取得了奥运会前热身赛的3连胜。新官上任的殷铁生也迎来了自己执教国奥队的开门红。上半场结束，双方战成0∶0。第80分钟，国奥队四名中场球员之间打出精妙配合，赵旭日点球点附近推射破网。最终国奥队依靠这粒入球1-0击败了热身对手澳大利亚国奥队，取得了热身赛的三连胜。
入选国奥队：2008年7月23日是国际足联规定的各国国奥队上报奥运会参赛名单的截止日。中国国奥队在7月22日确定了18人参赛名单和4人替补名单。朱挺、沈龙元两名杜伊时代的绝对主力被调整出18人名单，其位置被蒿俊闵和赵旭日替代。