1953年，25岁的赵雷通过李丽华的引荐，加入邵氏电影公司，凭高大英俊的外形，即被获派担当主角。
赵雷拍了多部古装片，在《江山美人》中饰演风流皇帝一角，使他攀上事业的第一个巅峰，更因此被封“皇帝小生”的雅号，凡他有份参演的电影，一有皇帝一角，很少情况不是由他所饰演，可见赵雷的皇
帝形象深入民心。此外，赵雷也有参演过时装片，如《大马戏团》，不过受欢迎程度远远不及古装片。
1963年，赵雷约满离开邵氏，应李翰祥之邀到台湾演出《西施》，年底他签约电懋，翌年一口气拍了《赵五娘》、《啼笑姻缘》、《卖油郎独占花魁》等片，工作量之多堪称全行之冠，而《西施》一片为了迁就赵雷，一拍就拍了两年多，至1965年才与观众见面，不过赵雷不负众望，凭该片获金马奖最佳男主角奖。
赵雷其后加入电懋，不幸的是，电懋老板陆运涛与多名职员于1964年6月在台湾坠机丧生，翌年电懋改组为国泰，制作成本大减，而且跟风开拍大量武侠片，赵雷演腻了，有感演艺事业停滞不前，故萌退出影坛之意，并逐年减产，及后转而从商，只是偶尔客串，过一下戏瘾。
此外，赵雷于1962年曾与同是演员的妻子石英（“倒戈将军”石友三之女）合组电影公司，并拍摄过多部影片。
