赵延寿，本姓刘，恒山人。父赵亢阝，..县县令。梁开平初，沧州节度使刘守文攻陷..县，其稗将赵德钧俘获延寿，养为己子。延寿少时容貌俊美，喜读经史典籍。唐明宗先是将女儿嫁给他，待到即位，封其女为兴平公主，拜延寿为驸马都尉、枢密使。明宗子李从荣自恃权势，专横跋扈，内外官员无不震恐，延寿请求补为京外官避祸，便出为宣武军节度使。清泰(934～936)初，加鲁国公，再次出任枢密使，镇许州。石敬瑭自太原发兵，唐派张敬达前往讨伐。适逢敬达败退，守晋安寨，延寿与德钧前往援救，听得晋安已破，逃至团柏峪。太宗追及之，延寿与他父亲一同投降。
次年(937)，德钧卒，以延寿为幽州节度使，封燕王。待到改幽州为南京，迁之为留守，总理山南事务。天显末(938)，因延寿妻在晋，诏令取回。从这以后更加振奋昂扬，一心思报皇上之恩。会同(938～947)初，皇上幸其府第，加政事令。六年(943)冬，晋人背叛盟约，皇上亲征，延寿为先锋，攻下贝州，授魏、博等州节度使，封魏王。败晋军于南乐，俘获其将赛项羽。驻军元城，晋将李守贞、高行周率兵来迎战，破之。至顿丘，遭遇大暴雨，皇上想班师。延寿上谏说：“晋军屯驻于河滨，不敢出战，如果径直进入澶州，夺占其桥，则平晋不在话下了。”皇上觉得有理。适逢晋军先回澶州，高行周到了析城，延寿率轻兵迎战；皇上亲统骑兵冲击其阵角，敌人于是溃败。大军回，留延寿攻战掠地于贝、冀、深三州。
八年(945)，再伐晋，晋主派延寿族人赵行实带着书信招他回晋。当时晋军坚守壁垒不出战，延寿骗他们说：“我身陷胡虏虽久，岂能忘了父母之邦。如果派兵来迎，我就回来。”晋人信以为真，派杜重威派兵迎接。延寿到滹沱河据守中渡桥，与晋军力战，亲手杀其将王清，两军相持不下。太宗暗地里从别的渡口渡河，留下延寿与耶律朔古据守桥梁，敌人不能夺取，且屡败于延寿，杜重威举全军投降。皇上大喜，赐给延寿龙凤赭袍，又说“：汉兵都归你所有，你该亲自前往抚慰。”延寿至军营，杜重威、李守贞拜迎于马前。
后来太宗攻下汴京，延寿通过李崧请求立为皇太子，皇上说：“我对于魏王，即使割下肉来给他也在所不惜，只是皇太子必须是天子的儿子才能做，魏王怎么能做呢？”原来皇上曾允诺灭晋之后，以延寿为中原皇帝，所以摧坚垒，破强敌，延寿往往身先士卒。到这时通过李崧传达心意，皇上命迁延寿之职位。翰林学士承旨张砺拟进之为中京留守、大丞相、录尚书事、都督中外诸军事；皇上抹去“录尚书事、都督中外诸军事”。
世宗即位，以拥戴之功，授枢密使。天禄二年(948)薨。