赵东寰是辽宁省法库县人，1907年出生。1930年东北陆军讲武堂毕业，任东北军连长、副营长。1936年“西安事变”时参加革命，1937年加入中国共产党。

抗日战争时期，他先后任冀中人民自卫军参谋处处长、3团团长、八路军第3纵队北上挺进支队司令员、冀中军区警备旅2团团长、八路军第3纵队南下支队参谋长、副司令员、冀鲁豫军区第9军分区司令员等职。

他指挥河北省梅花镇军民同前来进攻的日军浴血奋战，与外围兄弟部队里外夹攻，击毙日寇八百余众。随即，他在冀中12县组织开展游击战争，参加了“百团大战”，为创建晋冀鲁豫敌后抗日根据地做出了贡献。

解放战争时期，他历任晋冀鲁豫野战军1纵参谋长、辽西军区副参谋长兼后勤部长、辽吉军区第1军分区司令员、骑兵支队司令员、独立10师师长、38军151师师长、42军副军长等职，参加了叁下江南、四保临江、四平保卫战、围困长春和辽沈战役、平津战役、渡江战役、衡宝战役，以及伏牛山和嵩山地区的大规模剿匪运动。

1948年赵东寰担任独立10师师长时，奉命率部前去解放本溪，来到浑河北岸的章党。浑河河深1.5米左右，岸边结有薄冰，无桥、无船。涉水，不仅火炮、车辆、物质过不去，而且会冻伤大批人员；架桥，又会延误战机。

赵东寰立即召开集军事会议，决定依据客观情况灵活招待上级命令，顺浑河北岸西进，攻克抚顺，歼敌4300余人。

新中国成立后，他历任中南军区司令部军训处处长、人民武装部第一副部长、华南军政干校校长、高级工兵学校校长、军委军事建筑部副部长、中国人民解放军工程兵副参谋长、特种工程指挥部参谋长、副司令员兼参谋长等职，为人民工兵的教育事业，为我国国防科研试验基地和人防工程建设做出了贡献。他1962年毕业于高等军事学院。赵东寰1955年被授予少将军衔。获二级独立自由勋章、一级解放勋章。2002年去世。