赵炳然，字子晦，剑州人。嘉靖十四年(1535)进士。任新喻知县。诏封为御史。与给事中李文进一起核实宣府、大同、山西的兵饷。弹劾前后督抚樊继祖、史道，监司杨锐，指挥冯世彪等一百七十七人的侵冒罪，定罪受贬各不相同。又逐条奏上边防十二事。历任云南、浙江巡按。升为大理寺丞，进为少卿。不久改为右佥都御史，巡抚湖广。进升为左副都御史，协助治理院事。
浙江、福建总督胡宗宪下狱，皇帝下诏罢去总督一职不再设立。大学士徐阶因浙江寇贼刚刚平息，请求设巡抚进行安抚，于是升赵炳然为兵部右侍郎兼右佥都御史前往担任巡抚。浙江久遭兵斗战火，又经胡宗宪过分奢侈，财力匮乏。赵炳然以廉政表率部下，悉改不便利人民的政令，仍奏减军需的一半。百姓都祝福他。
福建巡抚游震得请求浙江出兵剿贼。皇帝下诏拨义乌精兵一万，命由副总兵戚继光率领前往，仍命令赵炳然协助剿敌。赵炳然说“：福建之所以发生叛乱，是因为将吏抚驭无术，民变为兵，兵变为盗的缘故。现在又驱调浙江的兵马赴福建解急，我私下担心浙江又变成福建第二。请求命令一心团练土著，使当地人各自为用，家家自守，情况紧急则能成为兵，缓和下来后又可为民，这样聚散两有处去。即使不得已而招募他们，也必须先顾本土而后照顾邻壤，这样可能没有酿祸的根基。”又逐条奏上海防之事，内中说：“苏、松、浙江水师都由总兵统领，驻扎在定海，陆师都由副总兵统领，驻扎在金山卫，并受总督节制。现在督府既然已经改变，那么已经划定的两镇，彼此牵制，不能调发。因而请求划地分辖，各地都有水军和陆军。”这些建议都得到了批复。这一年戚继光大破贼寇，濒海的剩余寇贼流窜到浙江。官军在连屿、陡桥、石坪等地迎击，斩敌人百多名。新倭又犯石坪，将士乘胜歼灭了他们。赵炳然因为援助剿寇有功，朝廷又赠他金币，进而升为右都御史兼兵部右侍郎。
给事中辛自修弹劾罢去戎政都御史李钅遂，请求选择素知兵战的人代任。于是诏封赵炳然为兵部尚书，协助治理戎政。过了一年，皇上又下诏命赵炳然兼右都御史，总督宣、大、山西的军务。新平、平远、保平三堡靠近宣府，旧属大同。天城与它们相距有六十里远，孤悬在塞外，中间隔有崇山，敌寇的骑兵时有出没。赵炳然上奏请求添设参将，另成一营，报告得到批准。不久因总兵官马芳等人打退敌人有功，得到赏赐。之后，他被召还部里，代杨博为尚书。考核期满，加封太子少保。
赵炳然清明勤勉练达，所到之处都有声望和政绩。隆庆初年，因病请求退休离去。死后，赠太子太保，谥号恭襄。