小学六年级，赵旭日因为球踢得好而被大连市第七十六中学列为特招生。同时，大连毅腾俱乐部也相中了他，赵旭日开始了更为系统的足球训练。

2002年，刚满16岁的赵旭日代表实德系大连赛德隆队参加甲B联赛，开始了职业足球生涯。

2010年，赵旭日离开大连实德，以转会形式加盟陕西中信浐灞足球俱乐部。

2011年12月26日，赵旭日转会加盟广州恒大。

2003年，年仅18岁的赵旭日入选国家队，在东亚足球锦标赛中国队与中国香港队的比赛中，赵旭日第一次代表国家队首发出场，并且用一粒进球刷新了国足最年轻进球队员的纪录。

赵旭日小时候本来是学画画的，但缺乏兴趣让他的学习没有太多起色。但是他痴迷足球，于是父亲毅然决定让儿子改踢足球。

2005年荷兰世青赛，赵旭日远射绝杀土耳其，从而一球成名，球迷亲切地称他为“赵一脚”。

2005年在成为大连实德队中的绝对主力，帮助球队夺得当年中超联赛和足协杯的双冠王。