出生于西安的趙心童，從小跟隨南下創業的父母定居在廣東，8歲時第一次接觸斯諾克，10歲便擁有個人第一張斯諾克球桌。 [1]自從2009年跟隨伍文忠練球后，趙心童有了明顯進步，第二年便獲得2010中青賽青年組亞軍、深圳公開賽冠軍以及挺進全國中青排名前8，單桿最高分達到143分。 [1]
2012年5月28日剛滿15歲的趙心童初出茅廬，便在APTC1張家港公開賽分區賽深圳站四分之一決賽中，依靠4：2的成績戰勝比自己大一歲的林帥，首次躋身世界職業巡回賽正賽。同年7月，趙心童以中青賽排名第6首次入選中國青年隊的8人陣容之中，參加了在我國無錫舉辦的2012年IBSF世界青年（U21）斯諾克錦標賽，這也是趙心童參加的第一項洲際業余斯諾克大賽。 [16]2012年11月，趙心童第2次獲得中國臺協頒發的大型排名賽外卡，參加在成都舉行的首屆國際錦標賽，完成個人職業賽的第一桿過百。 [16]
2013年4月下旬，剛滿16歲的少年趙心童出征巴基斯坦，首次代表中國隊走出國門，參加第29屆亞洲斯諾克錦標賽。同年，趙心童進入斯諾克學院學習。 [16]2013年12月，在IBSF世界斯諾克業余錦標賽決賽中，趙心童以4：8不敵周躍龍，獲得亞軍。 [14]
2014年，趙心童連續在中青賽常州站、海寧站和房山站獲得青年組冠軍，豪取中青三連冠。 [15]
2015年11月，趙心童在IBSF世界業余斯諾克錦標賽決賽中以6：8不敵印度名將潘卡杰·阿德瓦尼，但由于阿德瓦尼選擇放棄通過奪冠拿到的職業資格，因此趙心童遞補獲得兩個賽季的職業資格。 


當地時間5月5日，在2025斯諾克世錦賽決賽中，從資格賽突圍的中國球員趙心童以18-12戰勝馬克·威廉姆斯，奪得世錦賽冠軍！趙心童就此成為中國首位、也是亞洲首位世錦賽冠軍。他也是歷史上首位以業余選手身份贏得世錦賽冠軍的球員。


在當日進行的第三階段比賽，趙心童以17-8領先威廉姆斯，并率先拿到賽點。第四階段威廉姆斯找回狀態，連下四局將比分追至12-17。局休之后，趙心童穩住心態，打出單桿87分，最終以18-12贏得勝利，創造了世界斯諾克新的歷史。

從資格賽首輪一路闖入決賽，趙心童經歷了29天的鏖戰，他在9場比賽中贏下111局，創造了世錦賽奪冠最多局數的紀錄。同時，趙心童在本屆世錦賽共轟出18桿破百，追平了丁俊暉在2016年創造的單屆世錦賽破百數紀錄。