公元939年，赵光义出生于今河南开封市，是宋太祖赵匡胤之弟。
954年，赵光义因兄长赵匡胤得到周世宗的重用，被补为右班电殿职，开始进入仕途。
960年，周世宗去世后，其子周恭帝派赵匡胤北上抵御契丹，当大军行至陈桥驿时，赵匡胤旋即发动陈桥兵变。之后，赵匡胤率军回师开封，并逼迫周恭帝禅位称帝，建立宋朝，是为宋太祖。在陈桥兵变时，赵光义留在开封陪伴母亲杜氏。当消息传来时，赵光义顿时欢呼雀跃出迎。
961年，宋太祖赵匡胤委任赵光义为开封尹。此后，赵光义开始觊觎皇位，他仗着兄长的信任，广泛结交各路豪杰，才士培植自己的势力。但宰相赵普一直主张拥立宋太祖之子继位，反对赵光义继位，为此二人开始了十多年的明争暗斗。
973年，赵普因风头太盛得罪宋太祖而被罢相，随后，赵光义就被封为晋王，自五代十国以来，亲王加京尹就是皇储的标配，而赵光义担任了开封尹十多年，由此赵光义获得了准皇储的地位。
976年，患病的宋太祖昭晋王赵光义单独议事。席间有人看到烛影下的赵光义有时离席片刻后，又听到宋太祖将柱斧朝地上划，并大声对赵光义说，好为之。第二天，宋太祖赵光胤离奇去世，宋皇后随即派宦官王继恩去叫宋太祖之子赵德芳入宫，而王继恩却把晋王赵光义叫来。宋皇后见到赵光义大吃一惊，无奈只好承认现状，并请赵光义保全自己母子的性命。赵光义哭着答道，共保富贵，勿忧也。同年，赵光义登基称帝，是为宋太宗。
977年，宋太宗赵光义即位后，便开始了完成兄长统一中原的夙愿。当时还有割据吴越的钱俶和泉漳的陈洪进，以及联辽抗宋的北汉政权尚未统一。同年，宋太宗召钱俶、陈洪进北上开封朝见，二人审时度势，顺应历史潮流，自献封疆与宋。 自此，宋太宗统一南方。
979年，宋太宗统一南方后，目光转向了北方的北汉。鉴于宋太祖曾三征北汉，皆因辽军援救而失败，于是宋太宗制定了围城打援，先退辽军，后取太原的方略。此战宋太宗御驾亲征，先命潘美围攻北汉都城太原，又派郭靖大败辽国援军，然后骑兵数十万猛攻太原，最后北汉末帝刘继元举城出降。自此，北汉灭亡，宋太宗结束了五代十国分裂的局面。同年，宋太宗趁灭北汉的余威，随即转兵攻辽，想一举夺回幽云16州。起初，宋军进展顺利，攻占了数座城池，兵围幽州。辽景宗耶律贤得知幽州被围，急令耶律休哥率军增援。随后，辽军大举反击，宋军全线溃退，而宋太宗大腿中两箭，只身乘驴车逃走。
980年，辽景宗趁宋军大败而归之机，发兵10万攻打雁门。此战杨业率数千骑兵绕到雁门关以北，突袭辽军，并与潘美前后夹击，大败辽军，战后杨业在辽军中声威大振，契丹人但凡见到杨业的旗号，即刻逃遁。
986年，宋太宗趁辽景宗去世、新帝年幼之机，派三路大军再次北伐，史称雍熙北伐。最初，三路大军进军顺利，收复了不少失地，但随着辽朝萧太后率军亲征驰援，而东路军主将曹彬因孤军冒进被辽军击败，致使宋军全线溃退。宋太宗急令三路大军撤退，并令潘美和杨业护送占领城池的百姓内迁。但在护送百姓内迁途中，由于潘美指挥失当，致使杨业陷敌被俘而死。此战的失利，使宋对辽由攻势转入守势。
988年，在对外战争连续失败后，宋太宗开始大规模扩大科举取士，以加强重文风气。此后文官的地位逐渐压倒武官，从而奠定了两宋三百年的文官统治基础。
995年，宋太宗在寇准的建议下，立第三子赵恒为皇太子，即日后的宋真宗。
997年，由于宋太宗在亲征辽国中大腿中了两箭，而箭伤始终未能痊愈，致使病情加剧。同年，宋太宗赵光义驾崩，终年59岁，在位21年
