建炎三年冬，赵立受封右武大夫、忠州刺史知徐州事。适逢金国四太子兀术举兵十万南下，朝廷闻金虏入寇，急诏各路兵马勤王护驾。赵立于徐州城头眺望四野，但见城垣孤悬，粮秣匮乏，遂对左右言道：“此城孤悬于北，兵少粮缺，恐难久持。”乃点检亲兵、禁军并招募乡勇，计约三万众，整装南行。其时楚州知州刘诲已奉诏入卫，赵立遂率部奔楚州而去。军至临淮地界，忽接留守杜充急令，赵立即命全军昼夜疾驰，直抵龟山。途中见金国左监军完颜挞懒正率重兵围困楚州，攻势甚急。赵立亲执长枪在前开路，砍斫荆棘，方得前行。将至淮阴，突遇金兵埋伏，部将孟成拍马近前谏道：“楚州危如累卵，不如回保徐州。”张庆亦附和道：“金兵势大，恐难取胜。”赵立怒发冲冠，咬牙切齿，厉声喝道：“大丈夫正当与金虏决死，何出退兵之言！”遂对诸将令道：“敢有回顾者，立斩不赦！”言罢率先冲阵。自晨至暮，赵立身先士卒，七度与金兵交锋。首战于淮水畔，金兵箭如飞蝗，赵立舞枪格挡，率铁骑冲阵，敌阵遂溃。金兵伏兵四起，赵立命弓手齐射，自率枪兵突进，甲胄尽赤，犹自大呼酣战，一金将暗放冷箭，正中赵立面门，箭簇自左颊入，从右颊出。赵立闷哼一声，仍自杀敌，直至七战破围，方得率数千残部入城。当是时也，赵立口不能言，以手指天，又复指地，再指众军士，左右会意，令士卒就地休整。赵立方坐于地，亲手握住箭杆，猛地拔出，血如泉涌，染红战袍。通判贾敦诗原欲献城投降，见赵立如此骁勇，遂止降议。孟成、张庆等将，竟率余部北渡淮河而去，赵立虽口不能言，仍以目送之，眼中怒火，更胜箭伤之痛。
建炎四年春，赵立既至楚州，朝廷嘉其忠勇，遂授以知楚州事。时金将挞懒亲统数万之师，合围楚州，猛攻南壁。赵立身先士卒，亲执大纛立于城头，激励将士道：“今日之战，有死无退！”遂引众迎战，两军鏖战四十余日，胜负未分。金人见强攻难下，乃调炮石轰击敌楼，楼堞崩毁，金兵乘势攀援而上。赵立见状，急令军士：“速取生槐木来！”众军伐木运石，赵立亲督工匠，将槐枝削尖，密植如鹿角，填补城垣缺口。又于破损处之后修筑月城，墙高丈余，内填柴薪，并于城中架设镕炉。有偏将不解，问道：“将军筑此月城，恐难御敌。”赵立笑道：“汝且观之。”未几，金兵果从月城缺口涌入，赵立立命军士：“先浇金汁！”但见金汁自城头倾泻而下，金兵哀嚎遍野。赵立复喝令：“举火！”柴薪遇火即燃，月城内顿成火海，金兵进退不得，烧死者数以百计。挞懒见攻城死伤惨重，只得退守孙村大寨。然金人狡诈，每日遣数百骑巡弋城下，遇樵采者即掳杀之，楚州军民困守孤城，粮秣渐罄，薪柴日竭。赵立每日巡城，见士卒面有饥色，乃解甲分粮，慨然道：“但有一息尚存，誓不与虏寇共戴天！”众军感奋，皆愿效死。
五月间，兀术搜山检海已毕，先遭韩世忠于黄天荡截杀，复遇岳飞于牛头山伏击，损折大半军马，狼狈渡江北归。兀术闻知赵立坚守楚州，挞懒久攻不克，遂合兵一处，将楚州围得铁桶相似。赵立忠勇奋发，日夜激励士卒，亲执刀盾巡城，守备不懈。兀术本欲北归，然赵立据楚州，薛庆守承州，卡住咽喉要道，金兵不得寸进。兀术忧心如焚，召挞懒自孙村来议，挞懒进言道：“不破楚州，终为后患，当并力再攻。”兀术然之，遂整军备战。扬州守将郭仲威闻金兵将至，遣使约薛庆共击虏寇。薛庆慨然应允，点齐兵马欲出，忽有探马报来：“郭将军营中置酒高会，全无出兵之意。”薛庆大怒，单骑驰入郭仲威营中，但见帐内觥筹交错，歌舞升平。薛庆按剑厉声道：“虏骑压境，此岂纵酒之时耶？我为先锋，尔当速发援军！”郭仲威醉眼惺忪，支吾不应。薛庆愤然上马，回顾亲兵道：“丈夫死国，正在今日！”遂率部疾驰迎敌。金兵见薛庆军至，先遣轻骑诱敌。薛庆挺枪突阵，连挑三骑落马，金兵佯败，薛庆追奔十余里，忽听号角大作，四面伏兵尽起。薛庆浴血奋战，左冲右突，所部伤亡殆尽，翘首盼援，郭仲威军竟杳无踪迹。残兵护着薛庆且战且退，至扬州城下，郭仲威早已紧闭城门，薛庆仰天叹道：“竖子误国！”话音未落，追兵已至。混战中薛庆坐骑中箭，坠马被擒，那匹战马悲鸣不已，竟自循旧路奔回承州。守军见马空还，相顾失色：“马归人未归，将军休矣！”薛庆被押至金营，兀术亲劝其降。薛庆瞋目大骂：“我乃大宋将领，岂降犬羊！”骂不绝口。挞懒大怒，命刽子手以钝刀寸磔之，薛庆至死骂声方绝，承州遂陷。郭仲威闻承州已失，竟弃扬州南逃。楚州赵立孤军无援，军民无不扼腕叹息。城头望见金兵如潮涌至，赵立抚剑谓左右：“薛将军既殁，我辈更当死战报国！”众将士闻言，皆泣下沾襟，誓与城池共存亡。
六月，临安知府、中书舍人季陵入朝奏道：“臣观今日国势，危若悬卵。兵权散于诸将而将帅不和，朝纲弛于上而君威日削，所可恃者，唯天下民心未去耳。金虏长驱直入，蹂躏吴越，至今仍盘踞淮甸不退。黄潜善刚愎自用而不能举贤，吕颐浩虽善使能却不识真才。自张确、许景衡饮恨而终，刘豫、杜充相继叛去，凡有识之士，多退避自保。今天下非无劲旅，若岳飞、韩世忠、张俊、刘光世诸将，能同心戮力，何往而不捷？然兵权既分，诸将各怀异心，胜则争功，败不相援，大敌当前，人各为战，岂能成事？三代得天下者，在得民心。今百姓陷于水火，祖坟被掘，庐舍遭焚，骨肉离散，而犹念大宋，实因祖宗德泽未泯。欲图中兴，唯此一事。动民当以行不以言。陛下若举措得宜，人心自附。爵禄当赏贤能，刑罚当治罪人，政令合乎天理，则天下必心悦诚服。臣愿陛下以当务之急，使一二重臣共谋之。勿偏听，勿自矜，勿畏强权，勿徇私情。处置得宜则人心服，人心服则内乱自平，外患可图。”季陵奏毕，高宗叹道：“爱卿所言，字字珠玑！今日所陈，朕当深省。国家多难，正需如此忠言。”遂命翰林学士录其奏章，传示三省。
时扬州、承州相继陷落，楚州危在旦夕，赵立遣使昼夜兼程赶赴行在告急。赵鼎闻报，急召张俊商议道：“楚州孤悬敌后，当速遣精兵救援。”张俊沉吟道：“兀术方渡江北归，挞懒又善用兵，昔破济南降刘豫，两路金兵锐不可当。赵立困守孤城，危如朝露，若遣兵往救，犹如徒手搏虎，徒损兵折将，无补于国事。”赵鼎劝道：“楚州乃两淮屏障，若弃之不救，则诸镇将士寒心！”张俊又道：“救援固是正理。然南渡以来，根基未稳，禁军寡弱，人心浮动。此战若有闪失，何以善后？”二人争执不下，赵鼎遂入宫面圣，伏地泣奏：“江东新立，全仗两淮为藩篱。楚州若失，大势去矣！此举不独为救垂危之城，更可使诸将知朝廷不纵敌自保之意。若张俊畏战，臣愿亲往督师。”高宗闻言动容，转视张俊。张俊急忙出列，连连摆手道：“臣非畏战，实为社稷计，金兵势大，当从长计议。”高宗见张俊推诿，心知其怯，乃决意道：“可令岳飞自江南驰援，与赵立成犄角之势，另敕刘光世速发援兵，不得延误。”诏书方下，刘光世即上奏道：“淮南诸镇，扬州郭仲威溃败，承州薛庆战死，楚州赵立音讯全无。岳飞远在江南，鞭长莫及。前番刘纲以所部渡江赴援行在，其士卒星散于南北两岸，金人留之于承州，臣已遣王德渡江击敌，于邵伯埭擒敌四百而还。”高宗览奏，改诏令刘光世押解俘虏赴行在。及至王德率兵抵天长，欲入承州时，城门紧闭，只得斩将刘镇而还。此时楚州城外，金兵已竖起云梯，赵立独坐城楼，望眼欲穿，却不见援兵旗帜。朝堂之上，众臣犹在争论不休，战机早已贻误。
八月秋高，高宗降诏令刘光世、岳飞、赵立、王林等将互为犄角，共逐金兵北渡淮河。其时挞懒围困楚州已逾百日，兀术自引主力北归。一日拂晓，楚州镇抚使赵立披挂整齐，率六名亲骑突出城门。但见他头戴凤翅盔，身披铁叶甲，手持丈八铁枪，胯下青骢马，如天神般立于两军阵前。赵立将长枪往地上一顿，声如洪钟，喝道：“我乃大宋楚州镇抚使赵立！尔等金营所谓骁将，可敢出营一战？”声震四野，金营骚动。片刻后，南寨辕门大开，两员金将拍马而出，前者哈赤儿使狼牙棒，后者哈萨儿持宣花斧，二将暗递眼色，前后夹击。赵立冷笑，待哈赤儿狼牙棒当头劈下，忽侧身避过，左手如电般抓住棒杆，哈萨儿见状急挺斧来砍，赵立右手长枪一挑，正中斧柄。只听“咔嚓”两声，哈赤儿狼牙棒脱手，哈萨儿大斧坠地。赵立双臂较力，竟将二将生生拽离马背。随行宋军骑士一拥而上，夺了敌骑，生擒二将。金营北寨见南寨失利，急遣五十余骑蜂拥而出。赵立横枪立马，须发皆张，瞋目怒喝道：“羯奴鼠辈，敢来送死！”声若雷霆，金兵坐骑闻声惊嘶，竟不敢近前。有金将勒马太急，竟坠于马下，余众面面相觑，逡巡不敢进。赵立见状大笑，缓缓拨马，率众押俘而还。城上守军望见，欢呼雷动，声震云霄。金营中挞懒得报，叹道：“南朝有此虎将，诚不可轻也。”
次日，赵立又率三骑出城邀战，金营亦遣三骑应战。两军对阵，赵立挺枪跃马，当先冲阵。三员金将各持兵刃来迎，战不数合，便佯装败走，赵立大喝：“贼子休走！”拍马紧追。行至一片芦苇荡，忽闻梆子声响，两侧伏弩齐发，箭如飞蝗，两名随骑应声落马，赵立右肩中箭，急勒马回旋，左手持枪拨开来箭。金兵伏兵四起，将赵立团团围住。但见赵立怒目圆睁，大喝道：“鼠辈安敢暗算！”遂单枪匹马，左冲右突，枪尖过处，敌兵纷纷避让。赵立趁势突围，血透重甲而归。城上守军急放吊桥，赵立方得入城。挞懒见赵立又脱险，勃然大怒，令全军赶制云梯冲车。次日黎明，金兵填平护城河，推着攻城器械蜂拥而至，赵立正率众守城，忽有哨兵来报：“金军将破西门！”赵立抚剑笑道：“诸君勿忧，待我亲往观之，必叫虏寇匹马不返！”言罢径往，赵立登城未及半途，忽闻破空之声，但见一枚炮石呼啸而来，正中阶梯，碎石迸溅，一块尖锐的砖石直贯赵立前额。左右将士惊呼上前，只见赵立满面鲜血，颅骨已现，倚墙而立，气息微弱道：“恨不能尽歼虏寇，诸位速将我抬至三圣庙，诈称染病祈祷，勿使敌知。”言未尽而气绝，年仅三十有七。城中军民闻赵立死讯，巷哭震天。参议官程括强忍悲痛，权领镇抚使之职，继续率众守城，金兵攻势愈急，炮石如雨。
当初赵立初入楚州城时，携徐州兵民数千，多为百战精锐，可战之兵居半。又得楚州原有守军二千，并周围四县乡勇五千，总计不足万人。围城之初，尚可采摘野豆、野麦充饥，后草木尽绝，军民无分贵贱，皆掘凫茨、挖芦根果腹。及至水患淹没田野，城中粮绝，竟至剥榆树皮，研磨成屑而食。徐州将士自恃骁勇，常欺凌楚州守军，两军积不相能，时有龃龉。赵立在时，常于校场训话：“徐州军善攻，楚州军善守，各有所长，当同心报国！”遂命徐州军专司出击，楚州军负责守御，两军虽面和不心，尚不敢公然相争。及赵立意外中炮身亡，两军嫌隙日深。楚州军校常抱怨：“徐州军多占粮饷，我等守城士卒反要饿肚。”徐州军校反唇相讥：“若无我徐州儿郎出击，尔等早成金人刀下鬼！”两军士卒在街巷相遇，常怒目相向，甚或拳脚相加，金军细作探得此情，飞报挞懒。然而挞懒素畏赵立威名，疑其诈死诱敌，迟迟不敢大举攻城。僵持日久，徐州军见援兵无望，趁夜缒城溃围者日众。投降汉人卫进献计于挞懒：“楚州北墙年久失修，守军又多为老弱。”挞懒遂集中兵力，专攻北城，金兵昼夜不息，以冲车撞墙，用云梯攀城，守军饥疲交加，仍以滚木礌石相抗。围城第四十日黎明，北墙终被撞开丈余缺口，金兵如潮涌入，楚州军校程括率残兵巷战，身中十余创而死，城内火光冲天，百姓哭号震野。
赵立妻小俱殁于徐州之难，其后赴任楚州，孑然一身入城。守城期间，得一民间女子，年方二八，姿容清丽，尤通文墨。赵立敬其志节，使侍于左右，掌军中文书，每至夜深，女子必于灯下为赵立诵读兵书战策，赵立常正襟危坐，肃然听之。城破之际，女子自缢于三圣庙廊柱之下，衣带中藏血书“誓不辱身”四字。赵立为人刚毅木讷，不谙诗书，然忠义之心，浑然天成。虬髯虎目，尤善骑射，百步外能贯杨叶。平日不近声色，俸禄所入，半颁将士。寒冬与士卒同卧草荐，盛夏共饮浊水。每临战阵，必身先士卒，甲胄鲜明。见有怯战者，必策马追至，揪其发髻，挥刀立斩，三军震慑。然士卒皆愿效死，因其赏罚分明，同甘共苦。赵立恨金人入骨，每言及必目眦尽裂，齿间咯咯作响。常训将士：“大丈夫生于世，惟杀虏而已！”自誓必死报国。楚州城陷之日，百姓操耒耜为兵，妇孺掷瓦为矢，巷战竟日，血流漂杵。民兵首领五万、石琦、蔚亨等，皆万人敌，率众突围，保全甚众。自金兵南犯，多靠虚声恫吓，名城大邑往往不战而降。独楚州军民死战，金兵伤亡相当，挞懒亦为之胆寒。时张浚统兵四十万围陕州，粘罕急调兀术、挞懒北援。又因赵立坚守楚州，遮断江淮要道，金师疲敝难进。后世论者谓赵立守楚州之功，虽唐之张巡、许远守睢阳，亦不能过也。
八月，秋风肃杀，岳飞奉诏解楚州之围，即率精兵星夜兼程。军至奉州地界，岳飞命分发朝廷新赐衣甲，又遣探马哨探。未几，哨骑飞报：“楚州已陷，镇抚使赵立临城督战，中炮身亡，金兵破城，正屠戮军民。”岳飞大怒，拍案而起，急令三军疾进。时挞懒立于楚州残破城楼，正观金兵屠城，忽见南方尘头大起，旌旗如林，知宋军来援，急令列阵。岳飞部将王贵、张宪各率铁骑分两翼杀来。金将高大宝使流星锤出阵，王贵挺枪接战，斗无数合，高大宝佯败而走。王贵纵马追去，将及百步，高大宝猛然回身，流星锤脱手飞出，直取王贵面门。王贵急侧身避过，却因用力过猛，坠落马下。金兵方欲擒拿，忽听一声暴喝，岳飞亲率中军杀到，枪出如龙，直取高大宝。那高大宝回马再战，锤链横扫，岳飞举枪格挡，火星四溅，战不三合，岳飞卖个破绽，待高大宝一锤砸空，当即挺枪疾刺，枪尖自咽喉贯入，后颈透出。金兵见主将毙命，阵脚大乱，张宪乘势率轻骑突入敌营，挞懒见势不妙，仓皇北遁。岳飞入城，但见尸骸塞巷，血浸阶墀，遂令军士收敛遗骸，自往三圣庙祭奠。庙中赵立灵位简陋，岳飞整甲跪拜，泣道：“岳飞来迟，致将军殉国，此恨何极！”取御赐酒醪洒地，又亲书“忠烈贯日”四字为挽。忽见一自尽女子，询之方知是殉节义女，叹道：“真忠贞之士！”命将二人合祀。残阳如血，岳飞扶柩南归，楚州残留百姓一同南下，有幸存兵士伏地大恸：“若将军早至三日，楚州不致如此！”岳飞默然。
岳飞大破金兵于楚州城下，生擒虏将七十余员，皆以槛车囚送临安。正值江东宣抚使刘光世率军出奉州策应，哨马探得挞懒残部正向北溃退，刘光世即召王德、唐斌二将，令道：“金贼新败，士气低迷，当乘胜追击，勿令走脱。”王德、唐斌各领精骑三千，分道截击，恰遇金兵辎重队伍，王德突然自侧翼杀出，金将急令后撤，唐斌伏兵又起，截断归路，金兵首尾不能相顾，被杀得尸横遍野，丢弃粮草辎重无数。挞懒闻败报，连夜北渡淮河。临安宫中，高宗正与赵鼎议事。高宗蹙眉道：“张浚率四十万大军出秦川，胜负未卜，若得捷报，当令岳飞等整军北伐，会师东京。”赵鼎拱手道：“陛下圣明，然江淮残寇未清，须先肃清后路。”正议论间，岳飞捷报至，高宗览表大喜，诏曰：“岳飞节义忠勇，所至不扰，所向必克，朕甚嘉焉。方今国步艰难，非卿等，朕孰与图复中土者耶。奈何江表尚多遗寇，卿可竭力措置。近据刘光世差王德等协率军马，过江之后，屡奏战捷，杀获金人甚多。贼寇久驻江淮，即渐抽退，其未去者数虽未多，若不乘势剿除，终作腹心之患。今可与刘光世所遣将王德等，协并进往，杀伐金贼。故敕。建炎四年八月付岳飞。”使者赍诏至军，岳飞北望拜受。高宗下诏为赵立辍二日朝，赠奉国军节度使、开府仪同三司，谥忠烈。