2000年，与张艺谋合作拍摄北京申奥宣传片《新北京、新奥运》，这是赵小丁首次与张艺谋合作。2001年，担任武侠电影《英雄》的摄影师。2002年，担任都市爱情电影《开往春天的地铁》的摄影

2004年，担任张艺谋执导武侠电影《十面埋伏》的摄影师，凭借该片提名第77届奥斯卡金像奖最佳摄影，并获得第39届美国国家影评人协会奖最佳摄影、英国电影学院奖最佳摄影，以及金卫星奖最佳摄影。

2005年2月，赵小丁在日本为张艺谋执导的剧情电影《千里走单骑》掌镜；10月，为故宫博物院建院80周年而拍摄的纪录片《故宫》在中央电视台一套黄金时间播出。

2007年，凭借古装剧情电影《满城尽带黄金甲》提名第26届香港电影金像奖最佳摄影。2008年，担任抗战电影《黄石的孩子》的摄影指导。

2008年，赵小丁与程小东、奚仲文合组联手打造爱情喜剧电影《大灌篮》，赵小丁为电影调配活泼鲜明的色彩；3月，担任罗杰·斯波蒂斯伍德执导的抗战电影《黄石的孩子》，由于剧情原因，赵小丁的摄影需要在平衡真实和朴素的需求；7月，赵小丁受武隆县委、县政府的邀请，将以电影的手法拍摄《武隆旅游形象宣传片》。

2009年，担任袁和平指导古装武侠电影《苏乞儿》的摄影指导。

2010年，担任李蔚然执导的喜剧《决战刹马镇》的摄影指导；同年，拍摄上海申办世界博览会的宣传片，以及上海世博会志愿者主题曲《世界》MV。2012年，赵小丁指导拍摄影视作品《梦幻诛仙2》。

2015年，赵小丁与安东尼·拉默里纳拉联合执导玄幻爱情电影《三生三世十里桃花》电影版。

2016年，担任原创明星冰上“全景式真实秀”《跨界冰雪王》的摄影师。

2017年6月，在美国电影艺术与科学学院宣布的2017年奥斯卡成员名单中，赵小丁入选摄影部门。

奥斯卡金像奖

• 2005第77届奥斯卡金像奖最佳摄影奖十面埋伏（提名）

中国电影华表奖

• 2013第15届中国电影华表奖优秀电影摄影奖金陵十三钗（提名）

中国电影金鸡奖

• 2007第26届中国电影金鸡奖最佳摄影奖千里走单骑（提名）

香港电影金像奖

• 2007第26届香港电影金像奖最佳摄影奖满城尽带黄金甲（提名）

台湾电影金马奖

• 2018第55届台湾电影金马奖最佳摄影奖影（提名）

英国电影学院奖

• 2005第58届英国电影学院奖最佳摄影奖十面埋伏（提名）

亚洲电影大奖

• 2019第13届亚洲电影大奖最佳摄影奖影（获奖）

中国长春电影节

• 2014第12届中国长春电影节最佳摄影奖归来（提名）

澳门国际电影节

• 2017第9届澳门国际电影节最佳新锐导演奖三生三世十里桃花（获奖）
• 2017第9届澳门国际电影节最佳导演奖三生三世十里桃花（提名）
• 2014第6届澳门国际电影节最佳摄影奖归来（获奖）

香港电影金紫荆奖

• 2005第10届香港电影金紫荆奖最佳摄影奖十面埋伏（提名）

伦敦国际华语电影节

• 2013第1届伦敦国际华语电影节最佳摄影奖全民目击（提名）

其他奖项

• 2005-12第25届波士顿影评人协会奖最佳摄影奖十面埋伏（获奖）
• 2005-01第39届美国国家影评人协会奖最佳摄影奖十面埋伏（获奖）
• 2005-00第10届美国电影金卫星奖最佳摄影奖十面埋伏（获奖）
• 2004-00第7届美国在线影评人协会奖最佳摄影奖十面埋伏（提名）
• 2004-00ChlotrudisAwards(ChlotrudisAward)最佳摄影奖十面埋伏（获奖）

赵小丁从拍摄广告起步，为很多品牌拍摄的广告都获得了很高的评价，他的摄影基本功特别过硬，影像表现力出众，北京2008奥运会会徽发布等政府宣传片，成都城市形象宣传片的摄影都出自他手，被人称为影视圈的“金牌摄影师”。赵小丁摄影的电影《十面埋伏》画面漂亮，准确无误地发挥了导演头脑里天马行空的想象力