赵兰芝1936年进入山东省曹县山东梆子科班学戏。在三年学艺中，早起晚睡，挨打受气，吃尽苦头。1940年进入定陶山东梆子科班东三义堂戏班。期间，饱尝了旧中国卖艺人的苦难与辛酸。一次，戏班到郓城县演出，县长刘本功居心不良，硬让她唱《桃花庵》中的撒瓜子（表演淫秽），赵兰芝以不会唱而拒绝。刘白功恼羞成怒，说：“不唱，就不能在我的县上演出！”赵兰芝坚决地说：“就是枪毙我，我也不会唱！”因此，戏班只好离开郓城县，到别处去演。

1952年，赵兰芝随西安豫声剧社来到铜川。不久，剧社改名为铜川红星剧团。在党的关怀培养下，她刻苦练功，在艺术上精益求精，把精湛艺术表演奉献给人民大众。她的嗓音清亮缠绵，委婉动听。表演认真细腻，不蔓不枝。在主演的《对花枪》、《三哭殿》、《坐花轿》等30多本戏中，她将人物形象塑造得活灵活现。在《天河配》中，她扮演织女，当预感到王母娘娘要斩断她夫妻爱、母子情时，赵兰芝将临别前那难割难舍、悲痛欲绝的场面表演得淋漓尽致，观众常常同她一起流泪。在50年代农历七月初七前后，每当此剧上演时，剧场坐票、站票全部售完，场场爆满。1954年，她被推选为铜川县人民代表、剧团副团长。1955年，被选为县政协委员。1956年，她主演的《宇宙锋》荣获陕西省文艺汇演演员一等奖。是年，她被推选为县人民委员会委员。1962年，中国戏剧家协会主席田汉看了赵兰芝在《对花枪》中扮演的赵桂芝后，热情地赞扬她吐字清晰，人物性格把握得好，并同她合影留念。

1966年“文化大革命”一开始，赵兰芝作为“当权派”遭到批斗，并被迫停止工作，身心健康遭到严重摧残，1971年因病逝世。