1954年7月生于吉林长春，1982年毕业于白求恩医科大学医疗系，获医学学士学位。1987年毕业于中国协和医科大学研究生院，获医学硕士学位，在北京协和医院工作26年来，历经各级医生的正规培训，于1995年破格晋升为教授，成为主任医师和博士研究生导师，享受国务院特殊津贴。先后担任北京协和医院基本外科副主任、主任、外科学系副主任、副院长。2007年12月起担任北京协和医院院长。2008年1月兼任中国医学科学院和北京协和医学院副院校长。由于其在胰腺疾病研究领域的杰出贡献，2011年12月当选为中国科学院院士。2016年6月，任中国科学技术协会第九届副主席。中共第十八届中央委员会候补委员。
　　主要成就
　　在他的领导下，北京协和医院胰腺外科中心近10余年来在20多项国家和部级科研基金的资助下，针对胰腺癌进行了系列的基础和临床研究，取得了显著的成绩。
　　赵玉沛教授重视科研工作，多年来承担了大量的科研课题，包括国家自然科学基金、国家科技部“九五”攻关、“十五”攻关、“十一五”支撑计划等十余项。发表论文400余篇，主持编写了《胰腺病学》、《外科学》等多部专著。提出了胰腺癌细胞起源及发生的新观点，为研究胰腺癌发生提供了理论基础，同时也为早期诊断和有效治疗提供了分子靶点。首次在国内外建立了三种胰腺癌耐化疗药细胞株，绘制了与胰腺癌多药耐药发生相关的总体基因表达改变图谱，可能为胰腺癌多药耐药发生的分子机理及治疗提供新的靶点及策略。
　　成就荣誉
　　赵玉沛教授曾获得国家科技进步二等奖、中华医学科技一等奖、教育部科技二奖、北京市科技三等奖、日本国际优秀青年外科医师奖、吴阶平医药学研究奖以及教育部优秀教师、院校优秀教师、优秀研究生导师、优秀共产党员、中华医学会全国先进工作者、中国十大管理英才、北京市医德标兵等荣誉称号。
　　荣获中国医师奖、卫生部有突出贡献中青年专家、首届周光召临床医师奖、北京市医德标兵及国际外科学院、美洲外科学院、英格兰皇家外科学院“Honorary Fellowship”称号等殊荣。
　　2007年，赵玉沛教授被授予英格兰皇家外科学院荣誉院士，又当选为亚洲外科学会主席。