原名李坤泰，1905年出生在四川省宜宾县北部白杨嘴村一个封建地主家庭。五四运动爆发后，赵一曼开始阅读《向导》、《新青年》、《妇女周报》等革命书刊，接受革命新思想。

1923年冬，赵一曼加入中国社会主义青年团，1926年加入中国共产党，1927年9月，赵一曼前往苏联莫斯科中山大学学习，1928年冬，奉命回国，先后在宜昌、上海、江西等地从事秘密工作，1928年，赵一曼与湖南人陈达邦结婚，婚后产下一子，取名宁儿，她把孩子寄养在陈达邦大哥陈岳云的家中。1931年，九一八事变后，赵一曼被派往东北地区发动抗日斗争，1934年春，赵一曼任中共珠河中心县委委员特派员和妇委会负责人，发动群众组织抗日自卫队，配合抗日部队作战，1935年，赵一曼任东北人民革命军第三军第一师第二团政治委员，率部活动于抗日游击区，给日伪军以沉重打击，被群众亲切地称为我们的女政委。

1935年11月，在与日军作战中，赵一曼为掩护部队，腿部中弹，负伤后在昏迷中被俘，被押到哈尔滨伪滨江省警务厅受刑，日军为了从赵一曼口中获取到有价值的情报，连夜进行审讯，在狱中，日本人动用酷刑，赵一曼忍着伤痛怒斥日军侵略中国以来的各种罪行，日军见赵一曼不肯屈服，用马鞭狠戳她的腿部伤口，身负重伤的赵一曼表现出了一个中国人保卫民族的决心，疼得她几次昏过去，醒来仍坚贞不屈，她说我的目的，我的主义，我的信仰就是反满抗日，日军知道从赵一曼的口中得不到有用的情况，决定把她送回珠河县，处死示众。

在被押赴珠河县刑场的火车上，赵一曼给儿子写了一封催人泪下的遗书，遗书中写道，宁儿，母亲对于你没有能进到教育的责任，实在是遗憾的事情，母亲因为坚决地做了反满抗日的斗争，今天已经到了牺牲的前夕，希望你，宁儿呀，赶快成人，来安慰你地下的母亲，在你长大成人之后，希望你不要忘记你的母亲是为国而牺牲的。

1936年8月2日军将她绑在大车上游街示众，面对敌人的屠刀，她高唱抗联战歌《红旗歌》，高呼打倒日本帝国主义，中国共产党万岁，慷慨就义，年仅31岁。