嘉佑八年(1063年)農曆三月，仁宗逝世。夏四月初一，曹皇后發佈遺詔，讓趙曙繼承皇帝位。文武百官進入宮廷，痛哭哀悼。韓琦讀仁宗遺詔制命。趙曙到東殿接見文武百官。正式即位，是爲宋英宗。四月初二，大赦天下，賜給百官爵加一等，獎賞各軍。
趙曙想爲仁宗守喪三年，命令韓琦代理軍政事務，宰相大臣等不答應，趙曙才收回成命。四月初四，趙曙生病。派韓贄等人向契丹報告英宗即皇帝位的消息。四月初五，尊奉曹皇后爲皇太后。四月初八，下詔請求皇太后共同處理軍國要事。四月十四日，皇太后到小殿垂簾聽政，宰臣又到小殿簾前上奏國事。四月十四日，製作受命寶印。四月十六日，任命皇長子趙頊爲安州觀察使、光國公。
兩宮失和
趙曙即位之初，由於生病便由曹太后來垂簾聽政。一些宦官不斷向曹太后說趙曙的壞話，致使兩宮嫌隙萌生，關係頗爲緊張。
爲了調解兩宮矛盾，韓琦和歐陽修先對曹太后說：“您侍候先帝仁宗這麼多年，天下誰不知道您是一個又賢德、又寬厚、又仁慈、又通達的人，爲什麼現在會和兒子過不去呢?他是個病人，您不至於和他一般見識吧。難道您希望別人象議論天下其他繼母那樣去議論您嗎?”
他們又對趙曙說：“自古以來，天下賢明的君主不計其數，人們爲什麼唯獨稱頌舜爲大孝子?難道其他人都不孝順?當然不是。父母慈愛而子女孝順是很平常的事情。如果父母作的不好而子女依然孝敬有加，那才值得稱道啊。過去太后是個什麼樣的人難道您還不清楚?您只管盡您作人子的孝心，相信太后一定不會虧待了您。”在大家的勸解下，兩宮之間的矛盾得以逐步緩和。
病癒親政
治平元年(1064年)農曆五月，趙曙病體恢復，曹太后撤簾還政。趙曙親政僅半個月，宰相韓琦等人就向他提議請求有關部門討論趙曙生父的名分問題。當時仁宗逝世已有14個月，趙曙批示，等過了仁宗大祥(中國古代漢族喪禮儀式之一，父、母喪後兩週年(即第二十五個月)舉行的祭禮)再議。
治平元年(1064年)，京畿、宋、亳、陳、許、汝、蔡、唐、潁、曹、濮、濟、單、濠、泗、廬、壽、楚、杭、宣、洪、鄂、施、渝等州，光化軍、高郵軍發生大水災，趙曙派遣使臣巡視，疏治河道，賑濟撫卹災民，免除災民賦稅。
同年，西蕃瞎氈的兒子瞎欺米徵歸附宋朝。
治平二年(1065年)農曆四月初九，韓琦等再次提出趙曙生父的名分問題，於是，趙曙出詔將議案送至太常禮院，交兩制以上官員討論。由此引發了一場持續18個月的論戰，這就是北宋史上的“濮議”事件。
治平三年(1066年)，中書大臣共同議事於垂拱殿，當時韓琦正在家中祭祀，趙曙特意將其召來商議，當時即議定(趙曙生父)濮王稱皇考，由歐陽修親筆寫了兩份詔書，交給了趙曙一份。到中午時分，太后派了一名宦官，將一份封好的文書送至中書省，韓琦、歐陽修等人打開文書，相視而笑。這份文書正是歐陽修起草的詔書，多了太后的簽押。
趙曙便立刻下詔停止討論。同時又將宰相與執政們召來，商量如何平息百官的情緒，以穩定時局。趙曙最後同意了歐陽修等人的意見，將呂誨等三名御史貶出京師。
治平三年(1066年)十一月初八，趙曙再次生病，同年十二月在宰相韓琦的建議下，立長子趙頊爲太子。
因病去世
有一天，趙曙對趙頊說：“按照國家的舊制度，士大夫的兒子有娶皇帝女兒的，公主們都因身價高升而避開公婆的尊長地位，這於情於理都說不過去。我總是在想這件事，醒時睡時都爲此感到不安，怎麼能因爲富貴的緣故，而違背一般的人倫長幼之序呢?可以下詔有關部門改掉這個規矩。”遇上患病，趙曙沒有實現這一願望。
治平四年正月八日丁巳(1067年1月25日)，趙曙因病駕崩於福寧殿，享年36歲，殯於殿西階，廟號英宗，羣臣上諡憲文肅武宣孝皇帝，八月二十七日癸酉，葬趙曙於永厚陵(今河南鞏義孝義堡)。
