1984年7月至1996年5月,歷任荊門市公安局十里派出所民警、副所長、所長、鎮黨委委員,荊門市公安局戶政科科長、治安支隊支隊長;1996年5月至2002年4月,任荊門市公安局副局長、黨委副書記;2002年4月至2003年3月,任荊門市人民檢察院檢察長、黨組書記;2003年3月至2005年1月,任黃石市人民檢察院檢察長、黨組書記;2005年1月至2011年8月,任湖北省公安廳副廳長、黨委委員;2011年8月,任中共武漢市委常委(正廳級);9月,任中共武漢市委政法委副書記、武漢市公安局黨委書記、局長。2011年12月23日上午,在中共武漢市委十二屆一次全體會議上,趙飛再次當選為武漢市委常委。2014年7月18日上午,天津市委、公安部召開天津市公安局主要領導調整會議,宣布武長順不再擔任天津市公安局主要領導職務,趙飛任天津市人民政府黨組成員、市公安局黨委書記。2014年7月24日,天津市第十六屆人民代表大會常務委員會第十一次會議免去武長順的天津市公安局局長職務,任命趙飛為天津市公安局局長。
2014年8月,任天津市人民政府市長助理、天津市公安局局長、督察長(兼)。