赵威霖出生于美国加利福尼亚州的洛杉矶市，其家族祖籍位于中国山东省。早在高中求学阶段，他便因体格健壮匀称、面容轮廓深邃且五官极为精致，吸引了众多广告商与音乐制作人的目光，从而获得了不少广告影片及音乐录影带的拍摄邀约。然而，赵威霖内心始终秉持着对学术的认真态度与长远追求，并未因此过早投身演艺行业，而是选择继续赴美接受高等教育。经过努力，他成功考入学术声誉卓著的美国加州大学伯克利分校，并主修心理学专业。二零一三年，在完成海外学业并返回中国发展之后，赵威霖正式参与了贵州卫视策划并推出的一档恋爱告白主题真人秀节目《非常完美》。
二零一四年六月十日，一部由耿长青执导、韩三平担任出品人的青春时尚励志剧《青春无敌之美女时代》正式与观众见面，赵威霖与刘成瑞、龙雨共同合作，在剧中饰演了反派富二代kevin一角，展现了他对复杂角色的初步驾驭能力；同年九月二十一日，他还受邀参与了四川卫视一档娱乐时尚节目《心动女人帮》的录制，进一步拓宽了其在荧屏上的表现领域。进入二零一五年，四月十七日，赵威霖以旅行达人的身份，携手张蓝心、张杰、马苏等人，加盟了江苏卫视推出的环球旅途探秘类综艺真人秀《前往世界的尽头》，通过节目中的真实互动展现了自己在舞台之外的个性魅力。二零一六年十月十八日，他与高天、王蕊联袂主演，由傅闱玮执导的科幻爱情电影《通灵王》于腾讯视频上线播出，在片中他塑造了一位自幼拥有读心术能力的前特种兵成啸，角色层次丰富；随后在十二月三十日，其出演的由大董执导的喜剧片《绅士特攻》实现全网播映，为观众带来了轻松愉快的观影体验。 二零一七年是其作品颇为丰富的一年，二月十九日，赵威霖出演了由柴楚然与周德华联合执导的科幻喜剧爱情悬疑片《机器男友》，在片中他诠释了一位外表帅气有型、气质冷峻却又不失呆萌感的机器人王子，形象令人印象深刻；同年四月，他主演了田少波执导的古装魔幻电影《画皮师》，饰演了生性放荡不羁、性格爽朗豁达的捉妖师梁佑言，展现了其在古装题材中的可塑性；此外，他还与唐嫣、窦骁合作，参演了由钟澍佳执导的都市爱情剧《时间都知道》，并在剧中饰演了陈珂这一角色；五月十九日，其参演的动作冒险大片《抢红》在全国影院上映，该片由黎明执导并主演，赵威霖与张涵予、杜鹃同台，在片中饰演了身手不凡的神枪手DG；六月，他又与付辛博、颖儿、李治廷等人合作，出演了蔡晶盛执导的古装玄幻剧《古剑奇谭2》，在剧中成功塑造了狼缇二当家加帕尔这一颇具特色的角色。 二零一八年，赵威霖在李光洁、袁文康等主演的动作悬疑网剧《悍城》中亮相，饰演了宋昌浩一角。二零一九年，他参演了电视剧《暴风眼》，在剧中扮演名为蝙蝠的角色。直至二零二一年三月二十三日，其参演的电视剧《海洋之城》也正式播出，持续活跃于影视创作领域。
赵威霖近日拍摄了一组以黑灰色为主基调的时尚写真，在镜头前，无论是剪裁利落的西装套服，还是风格随性的休闲打扮，他都从容驾驭，淋漓尽致地展现出其沉稳而优雅的绅士气质。此前在综艺节目《前往世界的尽头》中，赵威霖为了彻底摆脱观众心中“舞蹈黑洞”的固有印象，付出了极大的努力，他日复一日认真练习的模样，不仅赢得了前辈吴世勋的由衷认可，更被节目组视为最刻苦用功的学生之一；在激烈的比赛环节，他全情投入、全力以赴，赛后在后台悄然落下的泪水，又真切地流露出他珍视团队、看重情义的内心世界，这番真挚表现也让许多观众感动不已，并亲切地称赞他为“情义男”。赵威霖的面部轮廓清晰而深邃，五官比例近乎完美，尤其眉宇之间的神态与巨星吴彦祖极为相似，正因如此，他被广大网友赋予了“小吴彦祖”的爱称。拥有高等教育背景的赵威霖，绝非仅仅拥有颜值出众、身材挺拔的外在优势，其内在的文化修养与人格底蕴同样不容小觑，与此同时，他通过长期坚持锻炼，塑造出了堪比“美国队长”般健硕挺拔的体格，可谓才貌双全、内外兼修。