赵东寰，1907年农历11月16日出生，法库县法库镇人。青少年时期，在法库县城内的小学、中学读书。1926年6月，考入东北学兵队(后并人东北讲武堂)。1930年10月，毕业于东北讲武堂。
鉴于日本帝国主义势力日益加紧对中国的侵略扩张，赵东寰响应0东北军地下工委的倡导，毅然决然地参加了东北军抗日同志会。“九一八”事变后，投身热河省的“长城抗战”。
“七七”事变后，参加了“永定河抗战”，协助吕正操在河北省小樵镇将原东北军六九一团改编为人民抗日自卫军，任司令部参谋处长，不久正式加入中国0。 抗日战争时期，赵东寰先后任人民抗日自卫军第一团副团长、第三团团长、北上挺进支队司令员、八路军三纵队南下支队参谋长、副司令员、冀鲁豫军区四分区参谋长、副司令员、九分区副司令员、司令员等职。1937年10月，在日军大举侵华、-军队全线败退的形势下，赵东寰指挥河北省梅花镇军民同前来进攻的日军浴血奋战，击毙日军800多人，打击了日军的嚣张气焰，鼓舞了华北乃至全国的抗日救亡运动。随后，赵东寰在冀中十二县境内开展游击战争，建立人民政权。1940年，赵东寰率部从冀中南下给-军顽固派石友三部以重创，开辟了冀南地区的抗日新局面。1944年，赵率部在3小时内速战速决，全歼所谓战斗力最强的伪军二十二团，生俘伪军团长，受到了军区通令嘉奖。
解放战争时期，赵东寰历任晋冀鲁豫一纵队参谋长、辽西军区二分区司令员、辽西军区副参谋长兼后勤部长、辽吉军区一分区司令员、骑兵支队司令员、东北人民解放军独立第十师师长、东北人民解放军一纵队一五一师师长、中国人民解放军四十二军副军长。1946年1月，赵东寰奉命率延安和晋冀鲁豫干部大队进军东北。在强敌压境、我军立足未稳、极端困难的情况下，率部收复了科达前旗、康平、法库等地，为辽西根据地的进一步巩固和扩大奠定了基础。1947年，赵东寰率部参加第一次四平攻坚战，歼灭-1个骑兵师并缴获了敌军的作战计划，受到了东北军区的通令嘉奖。1948年，率独立第十师攻克长春守敌的飞机场，断绝了敌空军空投物资的运输线，陷长春守敌于绝境，再次受到东北人民解放军总部的通令嘉奖。之后，率部在长春外围歼灭-主力三十八师，为解放长春做出了重要贡献，第三次受到东北人民解放军总部的嘉奖。长春解放后，赵率部日夜兼程，挥师南下，一举解放抚顺市。抚顺解放后，赵东寰担任抚顺市军事管制委员会首任主任，并下令拉断抚顺向-东北“剿总”司令部所在地沈阳市供电的电闸，令敌军指挥系统和军需供给失控，有力地配合解放军主力部队在辽西歼灭-廖耀湘兵团，威逼-沈阳守军投降，为解放沈阳、夺取辽沈战役的胜利做出了重大贡献，第四次受到东北人民解放军总部的通令嘉奖。
东北全境解放后，赵东寰率部人关参加乎津战役。1949年，率部攻克河南省的安阳、新乡，歼灭敌军两个军。之后，率部兵临武汉，参加“渡江战役”，和平解放长沙。又参加了“衡宝战役”，率军南下广州。不久，又回师豫西，奉命在洛阳、陕州组建剿匪司令部，统一指挥四十二军、其他参战部队及地方武装，开展秦岭东端、豫陕边界、伏牛山主脉及嵩山地区的剿匪运动。在3个月内，肃清了自明清以来历代0都束手无策的惯匪，消灭了-的特务组织与地方恶霸相勾结而建立的反动武装，取得了豫西剿匪的彻底胜利，做出了值得彪炳史册的功绩，受到了0中央的表彰。
1950年，赵东寰任中南军区人民武装部第一副部长、华南军政干校校长。1952年调任高级工兵学校第一任校长，成为工兵教育事业的先驱者和奠基人之一。1955年起，担任-军事建筑部副部长，同年被授予少将军衔，荣获二级独立目田勋章和一级解放勋章各1枚。在任内会同陈士榘部长、徐德操副部长，主持从鸭绿江口到海南岛的沿海全面设防。1958年起，出任-特种工程指挥部参谋长，不久任该指挥部副司令员兼参谋长，统一指挥工程兵、铁道兵、国防科委以及归建的步兵等部队，建设中国第一批原子弹实验基地，并主持特种工程指挥部的日常工作，后任军委工程兵工程部部长。任内，赵东寰长年辛劳奔波在西部地区的茫茫草原，荒漠戈壁，和战士一起睡帐篷喝泥汤，吃粘有黄沙的饭菜，夏浴酷暑，冬顶严寒，出色地完成了基地建设任务，为中国的“两弹一星”研制做出了开创性的历史贡献。
2002年1月30日，赵东寰因病于北京逝世，享年95岁。
