趙惟熙於1889年考中進士，後授翰林院編修，在清末歷任陝西學政、貴州學政、寧夏府知府、甘肅巡警道等，辛亥革命期間一度署理陝甘總督。民國成立後，趙惟熙就任甘肅都督兼民政長，在政治立場上親袁世凱，並唆使馬安良等人謀害臨時省議會議長李鏡清。趙惟熙於1914年時調任參政院參政，後擔任約法會議議員。1917年12月30日，趙惟熙逝世。著有《哀蟬吟》、《陝西校士錄》、《西學書目答問》等。