趙元貞7歲入私塾讀書，17歲中秀才。25歲(1904年)考入甘肅文高學(xué)堂讀書，為抗議日本教師毆打?qū)W生事，帶頭簽名呈文，組織罷課。后于1908年以成績(jī)第一名被校方選送北京，入京師大學(xué)堂（北京大學(xué)前身）讀書。他除苦修地質(zhì)專業(yè)外，努力鉆研英文，經(jīng)常去譯學(xué)館向蔡元培等著名學(xué)者請(qǐng)教，倍受器重。期間，還參加了孫中山領(lǐng)導(dǎo)的同盟會(huì)。帶頭聯(lián)絡(luò)留京同學(xué)，到甘肅籍議員、京官和同鄉(xiāng)處登門勸募，為蘭州女師捐款300元法幣，盡數(shù)買了風(fēng)琴、教具寄到該校。倡導(dǎo)組織陜甘學(xué)生會(huì)，任副會(huì)長(zhǎng)。1913年夏畢業(yè)后，因?qū)W業(yè)優(yōu)秀而被選派美國(guó)公費(fèi)留學(xué)。先入加利福尼亞大學(xué)學(xué)習(xí)一學(xué)期，后轉(zhuǎn)柯州高爾登大學(xué)（現(xiàn)稱科羅拉多大學(xué)）采礦系修業(yè)6年，獲采礦工程師學(xué)位。繼入紐約哥倫比亞大學(xué)冶金系進(jìn)修1年，獲冶金工程師學(xué)位。1920年，又入匹茲堡大學(xué)礦冶系金圖門研究班深造，畢業(yè)時(shí)撰《鋼鐵冶煉中非金屬物的觀察與測(cè)定》論文，獲冶金學(xué)博士學(xué)位。

趙元貞在美留學(xué)9年間，時(shí)刻沒(méi)有忘記家鄉(xiāng)和祖國(guó)。美國(guó)一家種子公司培育出棉花新品種“國(guó)王長(zhǎng)毫棉”，他設(shè)法購(gòu)買兩磅棉籽，郵到家鄉(xiāng)，經(jīng)在陜西省蘇家溝試種，增產(chǎn)效果明顯。老家村學(xué)經(jīng)費(fèi)困難，元貞就把數(shù)年節(jié)余的100多美元學(xué)費(fèi)匯回捐助。1918年，元貞得知甘肅地震慘狀后，十分惦念，除在當(dāng)?shù)厝A僑所辦中文報(bào)紙撰文呼吁募捐外，還聯(lián)絡(luò)中美學(xué)生舉辦賑災(zāi)義演，售票得100多美金，匯北京救濟(jì)通訊社轉(zhuǎn)甘肅省救災(zāi)。1921年11月，在美、英、比、中、法、意、日、荷等9國(guó)召開(kāi)的華盛頓會(huì)議期間，元貞與留美學(xué)生及美中國(guó)僑胞三次致電，抗議《九國(guó)公約》瓜分中國(guó)的行徑。1922年10月，元貞回國(guó)前，師友們以中國(guó)窮苦、無(wú)用武之地為由，欲留之于美。他堅(jiān)定地回答：“不行！我要回去。中國(guó)是我的祖國(guó)，是我的故土，9年以來(lái)我一直懷念著她！正因她窮,才需要我們這些學(xué)得了知識(shí)的人去振興。我過(guò)去在京師大學(xué)堂,許多老師都是留學(xué)生,蔡元培先生也是留學(xué)生,我們應(yīng)該學(xué)成而歸,把知識(shí)貢獻(xiàn)給祖國(guó)�！睅熡褌兟�(tīng)了無(wú)不驚嘆，不再?gòu)?qiáng)留。

1922年11月，元貞回國(guó)后到老家探親。有一天到于家莊溝故地重游，見(jiàn)泉池里飄著一層油花，便推測(cè)那里有石油。又到附近大樹(shù)底下?lián)炝藥灼瑯?shù)葉，仔細(xì)觀察了一陣葉紋后，高興地驚呼起來(lái)：“啊，有石油！咱們這一帶有石油！”還在正寧的其他地方進(jìn)行實(shí)地考察，斷定家鄉(xiāng)地下有煤炭，整個(gè)隴東有石油。20世紀(jì)70年代，長(zhǎng)慶油田的開(kāi)發(fā)，1984年146煤田地質(zhì)勘探隊(duì)的鉆探，證明了他的科學(xué)推斷是正確的。

1932年秋末，甘肅督軍陸洪濤、省長(zhǎng)林錫光聯(lián)名電邀，元貞受請(qǐng)回隴，初任省教育廳長(zhǎng)。當(dāng)時(shí)各校“學(xué)潮”正殷，普遍停課，他認(rèn)真辦理教育行政事務(wù)，狠抓新學(xué)制的建立，催令各校即速照常上課。并創(chuàng)辦《甘肅教育月刊》，籌辦礦務(wù)專門學(xué)校。在極端困難的條件下，他四處奔走，各方求援，幾經(jīng)周折，修建了可容50人的教室、實(shí)驗(yàn)室、宿舍各一座；選購(gòu)了一套完整的無(wú)機(jī)化學(xué)藥品、儀器；制做了“火分析”用的坩鍋及悶爐。元貞還親自出面聘請(qǐng)任課教師，并自任結(jié)晶化學(xué)和分析化學(xué)的教學(xué)。督軍陸洪濤借口“學(xué)潮”，不同意舉辦專門學(xué)校，只命名其為工兵養(yǎng)成所，后改為礦工養(yǎng)成所，經(jīng)元貞力爭(zhēng)，方改名礦師養(yǎng)成所，學(xué)制為三年。隨即招收一班舊制中學(xué)畢業(yè)生入學(xué)。

開(kāi)課不久，元貞奉命率勘察隊(duì)調(diào)查甘肅礦產(chǎn)。對(duì)此，他異常高興，自備工具、儀器、化學(xué)藥品，攜帶帳篷和灶具乘騎出發(fā)。這次調(diào)查歷時(shí)半年，從青海到甘肅，經(jīng)河西至隴東，長(zhǎng)途跋涉兩省大部分地區(qū)，行程數(shù)千里。沿途多為高山峽谷，荒無(wú)人煙，元貞等人翻山越嶺，櫛風(fēng)沐雨，野宿自炊，備嘗艱辛。每到一地，調(diào)查十分認(rèn)真，仔細(xì)詢問(wèn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民的所見(jiàn)所聞。凡發(fā)現(xiàn)一處固定礦苗，即鑒定采樣，作以記載。在此基礎(chǔ)上，繪制成兩省最早的《礦藏分布圖》，揭示了大通縣景陽(yáng)嶺、皋蘭縣孔家灣和大通河、黃河蘭州以西段的白金礦，碾伯縣（今為樂(lè)都縣）中西溝的鉛礦，貴德縣都?xì)w岔兒的銀礦，皋蘭、永登的錳礦，靖遠(yuǎn)、白銀的銅礦，水埠河的石膏礦，會(huì)寧縣祖礪河的芒硝礦，碾伯縣攔天門的大理石礦，連城區(qū)水磨溝的石灰石等礦的分布情況。元貞還通過(guò)實(shí)地查勘，提出窯街可設(shè)水泥廠，阿干鎮(zhèn)煤礦可用新法采煤，劉家峽可建水電廠，享堂峽可建小型水電廠，平?jīng)隹山�毛紡廠等重要建議，極富創(chuàng)見(jiàn)，是開(kāi)發(fā)兩省礦產(chǎn)資源和加快經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要依據(jù)�？上М�(dāng)時(shí)和以后的民國(guó)歷屆省政府均未采納，只有在解放后才得以付諸實(shí)施。

1924年，趙元貞任甘肅礦務(wù)調(diào)查局督辦，兼任礦師養(yǎng)成所所長(zhǎng)，全力組織和實(shí)施教學(xué)工作。當(dāng)時(shí)，養(yǎng)成所設(shè)備充足，師資優(yōu)良，教學(xué)秩序井然，學(xué)生統(tǒng)一著中山裝，朝氣蓬勃，勤奮上進(jìn)，頗得社會(huì)好評(píng)。后來(lái)，陸洪濤突然辭職離隴，元貞遂被調(diào)出。而學(xué)生畢業(yè)后無(wú)人安置，自行流散，礦師養(yǎng)成所遂以凄寥結(jié)局。1925年，元貞調(diào)任甘肅省實(shí)業(yè)廳（后稱建設(shè)廳）廳長(zhǎng)，管理全省農(nóng)、工、商、礦、林、牧、交通。一到任，創(chuàng)辦了《實(shí)業(yè)月刊》，后改為《建設(shè)月刊》；舉辦了甘肅實(shí)業(yè)物品展覽會(huì)和農(nóng)林講習(xí)所，建立了五泉山、徐家灣、廟灘子等處苗圃和蘭州市所轄各縣苗圃；測(cè)修了黃河北短堤水庫(kù)；設(shè)立了蘭州氣象測(cè)候所；統(tǒng)一了全省尺、斗、秤等度量衡器的標(biāo)準(zhǔn)。1930年，省長(zhǎng)缺職，全省政務(wù)暫由省政府八大委員主持，元貞為八大委員之一。是年，復(fù)任教育廳廳長(zhǎng)，兼任省禁煙委員會(huì)常委、禁煙技術(shù)訓(xùn)練班主任，省第一屆參議會(huì)參議員、秘書長(zhǎng)和國(guó)大代表。

1931年，元貞毅然離開(kāi)官場(chǎng)，放棄政務(wù)，以主要精力從事教育事業(yè)。先后在甘肅學(xué)院、甘肅農(nóng)業(yè)學(xué)校教授化學(xué)、物理、地質(zhì)、土壤、英文等課程。1939年，應(yīng)蘭州“八社”聘請(qǐng)，由八大社作校董，在蘭州文廟舊址創(chuàng)辦了蘭州志果中學(xué)。次年8月，由于趙的學(xué)識(shí)和聲望，董事會(huì)力薦他出任校長(zhǎng)。由于“八社”第三籌款困難，他慷慨解囊，將自家廣武門附近的52間房屋捐出濟(jì)急，后又把雁灘北面100多畝沙地獻(xiàn)出作為學(xué)生實(shí)習(xí)務(wù)農(nóng)之用，使學(xué)校在危難之中得到鞏固。他堅(jiān)持開(kāi)門辦學(xué)，延聘名師任教，有時(shí)個(gè)別教師偶有疾恙告假，老校長(zhǎng)親自補(bǔ)課，絕不讓學(xué)生荒疏學(xué)業(yè)。初、高中數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、英語(yǔ)、國(guó)文等課，他皆勝任。特別是他承擔(dān)全�！坝⑽牡涔蚀笕�”一課，以英語(yǔ)講授英語(yǔ)提問(wèn)，對(duì)學(xué)生提高很快。他愛(ài)生如子，有教無(wú)類，對(duì)官僚豪門子女，絕不特殊照顧，褒貶獎(jiǎng)懲一視同仁；對(duì)后進(jìn)學(xué)生循循善誘，啟迪覺(jué)悟，做到“嚴(yán)而不苛，罰而不虐，愛(ài)而不溺，憐而不戚，訓(xùn)而不斥，責(zé)而不詈”。因而凡志果中學(xué)畢業(yè)者，皆品學(xué)兼優(yōu)。

上學(xué)繳費(fèi)，天經(jīng)地義，這是私立學(xué)校的一條規(guī)矩；然而志果創(chuàng)辦初期，學(xué)生到志果上學(xué)，除了象征性地收兩元報(bào)名費(fèi)之外，從沒(méi)收過(guò)高額學(xué)費(fèi)，這是趙元貞辦學(xué)初立的一條規(guī)矩。在他看來(lái)，辦學(xué)就是辦學(xué)，不是經(jīng)商，不能借辦學(xué)來(lái)賺學(xué)生的錢。不要說(shuō)在抗日戰(zhàn)爭(zhēng)那樣艱苦的歲月，就是在和平年代，借辦學(xué)賺錢也是當(dāng)時(shí)許多有良心的知識(shí)分子所不齒的。在這種情況下，學(xué)校的正常運(yùn)轉(zhuǎn)只有靠有限的校產(chǎn)和八社的資助了。好在志果創(chuàng)辦初只招了一個(gè)班，36個(gè)學(xué)生，連校長(zhǎng)在內(nèi)，學(xué)校的工作人員和兼職教師也只有6個(gè)人，不僅支出不多，而且許多人出于對(duì)趙元貞的仰慕和尊敬，來(lái)志果教書，純是一種友情支援，連續(xù)多年分文不取，這無(wú)疑大大地減輕了趙元貞辦學(xué)的壓力。

但是隨著學(xué)校的發(fā)展和教學(xué)班級(jí)、學(xué)生人數(shù)的增加，志果中學(xué)不僅有了初中，而且還辦了高中；不僅招了男生，而且打破校禁，還招了女生，學(xué)生人數(shù)最多時(shí)，達(dá) 1400多人，成為隴上在校人數(shù)最多的私立學(xué)校。所聘專、兼職教師亦多達(dá)數(shù)十人，靠友情支援顯然已很不現(xiàn)實(shí)，解決辦學(xué)經(jīng)費(fèi)已成志果燃眉之急。據(jù)《自述》言：“經(jīng)費(fèi)是私立學(xué)校之命脈，在本校困難達(dá)于極點(diǎn)，初則校董會(huì)勒予（接濟(jì)－筆者）救命，被遺棄后（和校董會(huì)意見(jiàn)不合所致－筆者），不得不從事募捐，有時(shí)甚至由學(xué)生演劇賣票，添補(bǔ)雜費(fèi)�！惫�寄嶠任省主席時(shí)，曾命教育廳兩次籌資四千元法幣資助，但由于法幣貶值，所助之款還不足以支付每月買紙之用，辦學(xué)之艱難，非今人所能想象。

為了救急，趙元貞先捐出私房五十二間來(lái)彌補(bǔ)經(jīng)費(fèi)之不足，繼而又把雁灘的百余畝私田捐出來(lái)，供學(xué)生實(shí)習(xí)務(wù)農(nóng)之用。但這仍不足以解決根本問(wèn)題，教室和經(jīng)費(fèi)仍困擾著趙元貞。作為一校之長(zhǎng)，很長(zhǎng)一段時(shí)間他沒(méi)有自己的辦公室。就在這樣困難的情況下，他每學(xué)期仍不忘減、免家境困難學(xué)生的學(xué)費(fèi)。

解放前，志果中學(xué)最多的一次捐款來(lái)自于青海省省主席馬步芳，“文革”中，這成了造反派向趙元貞發(fā)難的一條罪狀。據(jù)孟企三在其回憶文章中說(shuō)， 1966年7月12日，在省政協(xié)文史座談會(huì)上，會(huì)議主持人讓趙元貞談一談馬步芳為志果中學(xué)捐款的原因及趙和馬的關(guān)系。趙元貞起立后，頭一句話就是“我與馬步芳無(wú)任何關(guān)系”。接著他對(duì)馬資助志果中學(xué)的經(jīng)過(guò)作了如下說(shuō)明：×年×月（年代不詳－筆者），全國(guó)工程師學(xué)會(huì)在西寧召開(kāi)會(huì)議，趙應(yīng)邀參加。作為該學(xué)會(huì)董事長(zhǎng)的陳立夫在致開(kāi)幕詞時(shí)說(shuō)：“今天來(lái)這里開(kāi)會(huì)的人，都是些飽學(xué)之士，趙老博士遠(yuǎn)道來(lái)出席，為我會(huì)增加了光輝。趙老先生是早年留學(xué)美國(guó)獲得博士學(xué)位的，不求聞達(dá)于諸侯而屈居一個(gè)中學(xué)校長(zhǎng)，人不知他不慍，不亦君子乎�！毕�間，與會(huì)者多與趙元貞握手祝賀，以示敬意；會(huì)后馬步芳約見(jiàn)趙，問(wèn)趙辦學(xué)有無(wú)困難，因是初次見(jiàn)面，趙沒(méi)好開(kāi)口要錢。嗣后，馬步芳之子馬繼援部移師東調(diào)時(shí)，途經(jīng)蘭州，給趙送去法幣三億元。據(jù)孫文山老師回憶，學(xué)校用這筆錢修了兩層的木結(jié)構(gòu)小樓一棟，后經(jīng)費(fèi)不足，再次求助，馬又如愿資助。建房后的余款，存入南關(guān)一皮貨店，擬用此款之息養(yǎng)校。

1948年，趙元貞邀請(qǐng)已任武威師范校長(zhǎng)有四年時(shí)間的孫文山來(lái)蘭籌辦志果學(xué)院。據(jù)孫老說(shuō)，志果學(xué)院選址五泉山，當(dāng)時(shí)已托了好多土坯，并且已有一間教室、幾間宿舍和一間辦公室。計(jì)劃先辦一個(gè)醫(yī)科系和一個(gè)文史系，然后再逐步發(fā)展。依趙元貞的辦學(xué)思路，像天津南開(kāi)大學(xué)一樣，先中學(xué)，后大學(xué)，一定要把志果學(xué)院辦成全國(guó)有名的大學(xué)。但由于時(shí)局的變化，趙元貞辦大學(xué)的宏愿未果。

40年代后期，元貞第二次率勘探隊(duì)對(duì)寧夏省銀川、中衛(wèi)地區(qū)的礦產(chǎn)資源進(jìn)行普查，最后繪成《寧夏區(qū)礦產(chǎn)分布圖》。

建國(guó)后，志果中學(xué)改名為蘭州市第二中學(xué)，元貞繼續(xù)擔(dān)任校長(zhǎng)。1950年，元貞被甘肅省人民政府任命為教育廳副廳長(zhǎng)。他以豐富的教育行政管理經(jīng)驗(yàn)，精心指導(dǎo)全省教育工作，特別對(duì)籌劃和發(fā)展中等教育做出了顯著成績(jī)。同時(shí)，他仍堅(jiān)持到第二中學(xué)授課，完善學(xué)校教學(xué)設(shè)施，關(guān)心和解決師生工作和生活問(wèn)題，深受師生愛(ài)戴。同時(shí)，元貞還擔(dān)任甘肅省人民監(jiān)察委員會(huì)委員、省人民委員會(huì)委員、省各界人民代表大會(huì)代表。1955年，任省政協(xié)常委。1960年，任省政協(xié)副主席，兼任《甘肅文史資料選輯》編委會(huì)主任�！拔幕�大革命”期間，元貞受到?jīng)_擊。1972年2月，美國(guó)總統(tǒng)尼克松訪華時(shí)，詢問(wèn)元貞博士近況。在周恩來(lái)總理的關(guān)心過(guò)問(wèn)下，甘肅省為元貞落實(shí)政策，恢復(fù)工資待遇和省政協(xié)委員、常委、副主席職務(wù)。晚年，他仍兢兢業(yè)業(yè)，盡職盡心，一絲不茍，身體力行地實(shí)踐黨的政治協(xié)商制度，受到各界人士的贊揚(yáng)。

元貞酷愛(ài)讀書，他的書櫥里不但有理工科書籍，而且有全套的《四庫(kù)備旨》。偶有空閉，即埋首案頭。他不但讀中文書，也讀英文書，他常說(shuō)：“要多讀書，多學(xué)習(xí)，多工作，多考慮事業(yè)，少考慮做官�！彼�在擔(dān)任高級(jí)行政職務(wù)期間，自奉清廉，兩袖清風(fēng)，生活非常簡(jiǎn)樸。他不吸煙，不喝酒，很少吃肉，食止果腹，衣能御寒便自足，喜歡運(yùn)動(dòng)，習(xí)慣步行，不愛(ài)坐車，不講排場(chǎng)。20年代做的一套呢制服竟一直穿到去世。1974年，元貞在蘭州病逝，享年96歲。