赵孟頫博学多才，诗文都很擅长，懂经济，工书法，精绘画，擅金石，通律吕，解鉴赏。上节我们知道，他的绘画开创元代文人画新画风，山水、人物、花鸟、竹石、鞍马无所不能，工笔、写意、青绿、水墨，无所不精，被称为“元人冠冕”，元代晚期山水画四大家黄公望、吴镇、倪云林、王蒙都从他这里发源，实为画史一流人物。赵孟頫在印章方面也建树很高，奠定了以汉为宗的文人篆刻艺术审美观，又以小篆入印，开“元朱文”一脉。若以文艺上广博和精专的程度而言，他堪称不世出之奇才。
赵孟頫是元代初期很有影响的书法家。他五岁开始学习书法，从此没有间断过，直到临死前还观书作字，足见他对书法也是情有独钟。元代赵昉在《东山存稿》中说：“公（孟頫）初学书时，智永《千文》临习背写，尽五百纸，《兰亭序》亦然。”明朝宋濂在《题赵魏公书大洞真经》中说：“盖公之字法凡屡变，初临思陵（赵构），后取则钟繇及羲（王羲之）献（王献之），末复留意李北海。”智永《千文》是王羲之的嫡传笔法，宋高宗赵构也是崇尚二王法度的，赵孟頫从这二家入手，很快直接追溯东晋之风，中年又辅以以李邕为主的唐人之法。赵孟頫用力最多的应当是二王，评论者说：“赵魏公留心字学甚勤，羲、献书凡临数百过，所以盛名，充塞四海者，岂无其故哉。”元代虞集也说：“赵松雪书，笔既流利，学亦渊深，观其书，得心应手，会意成文。楷法深得《洛神赋》而揽其标，行书诣《圣教序》而入其室，至于草书，饱《十七帖》而变其形，可谓书之兼学力、天资，精奥神话而不可及矣。”赵孟頫自己也说：“（王羲之）总百家之功，极众体之妙，传子献之，超轶特甚。”可见二王乃是赵孟頫的根基。在艰辛的临摹古人的过程中，他兼顾形似和气韵，元代的陆友在《研北杂志》中说：“唐人临摹古迹，得其形似，而失其气韵；米元章得其韵失去形似。气韵、形似具备者，惟吴兴赵子昂得之。”形似是“学力”所致，气韵乃“天资”使然，进而“精奥神话”，不为别人限制。元代黄溍在《题赵公临右军书》中说：“今人临二王书，不过随人作计，如卖花担上看桃李耳。若赵公乃枝头叶底亲见其活精神者，此未易为俗子道也。”从古代开始学习王羲之、王献之的书法的人，应该多得数不过来，大多如卖花担上的桃李，有形无神，或如宋人率性而为，得意而忘形；文质俱存，形神兼备如赵孟頫者很少。“活精神”三个字，确实没有几人能担当得起！此外，赵孟頫广泛取法，诸体兼修，除了学习晋人、唐人，章草学索靖，隶书学梁鹄，篆字学李斯，真正“总百家之功，极众体之妙”，终于成为“唐以后集书法之大成者”。他与颜真卿、柳公权、欧阳询一起，被称为楷书“四大家”。
赵孟頫在追求古法的过程中，无论师从哪一家，都以“中和”的态度学习他们，然后从这家脱出，进行创新，形成自己的全新特色。钟繇的质朴沉稳，王羲之的潇洒蕴藉，王献之的恣肆流利，李邕的崛傲欹侧，皆取其醒目之外，而微妙其意，融入自家笔底。因而赵氏的书法并没有特别突出的个性化符号，既不是专心于骨力、气势，也不注重于表现质重、浑厚；既不是全然恣肆佻达，也不是全力于含蓄蕴藉，而是将古人书中的一切合理因素概以“中和”化之，不偏不倚，不激不厉。这种“中和”之美，需要深厚的功力加上丰富的学养，还需要辅以超凡脱俗的气质，方能从古人的书法作品中披沙沥金，终至华丽而不甜腻，流美而具骨力，潇洒中见文雅，秀逸中显清气。在这一书风形成过程中，退笔成冢的临写功夫必不可少，尤其必须对古人笔法谙熟于胸，这就使得“赵体”在形成以后，不可避免地带有驾驭笔法及结字能力过于精熟的惯例，因而在极端熟练的书写中，必然会导致某些刻意而为的作品反倒缺少变化和意趣，赵孟頫书写长篇的用力之作往往不如尺牍短札即是此例。因此，后人评赵书的缺点，识者皆集中于一“熟”字上，这固然是赵孟頫书法的局限之处，但董其昌说：“赵书因熟得俗态，吾书因生得秀色。”这是把赵孟頫视为假想敌的刻薄之语，赵氏若不能超越“熟而不俗”的底线，又岂能以典雅平正的中和之美领一代风骚。正如柳贯在《跋赵文敏帖》中所说：“余问其何以能然，文敏曰：‘亦熟之而已。’然见习之久，心手俱忘，智巧之在古人，尤其在我，纵横捭阖，无不如意，尚何间哉！”至于后世以赵孟頫为“宗室之亲，辱于夷狄之变”，而讥其书为“奴书”，历代论者对这种大而无当的论调多有驳斥。赵氏终生致力于重建书法经典的权威，以保薪火不灭，古法不失，这又何尝不是一种气节？
《元史》本传中说赵孟頫“篆、籀、分、隶、真、行、草无不冠绝古今，遂以书名天下”。在各体中，其成就最大者当首推行草，其次为楷书，后世所谓“赵体”就是专指此二体而言。赵氏行草直入山阴之室，承接王羲之的温和斯文，遒媚流美之风。笔法蕴藉沉稳，圆熟精到；结字平正秀丽，形聚而神逸。现藏于辽宁博物馆的行书《归去来兮辞》卷，作于大德元年（1297年），为赵孟頫中年力作。此帖以行书为主，间以草法，用笔珠圆玉润，婉转多姿，遥接晋人风神，非宋人所能到。王世贞《弇州四部稿》云：“《归去来兮辞》妙在藏锋，不但取态，往往笔尽意不尽。”现藏于吉林省博物馆的《种松帖》，为赵孟頫晚年行草作品。此帖用笔中锋直下，点画圆健遒劲。结体布白，运笔转折，以及气韵神味，无不融汇古今，游刃有余，可谓笔老墨秀，炉火纯青。
赵孟頫楷书初从钟繇、智永得法，以真行相通之晋人笔法出之，绝去颜真卿、柳公权顿挫之笔，一改中唐以后书碑楷法之结体笔势，正是赵氏楷书独到之处。中年后又揉入李北海笔法，增添飞动之势及峭拔之力，进而在唐代贤人之后卓然成为大家，有“欧、颜、柳、赵”之并称。现藏于日本东京国立博物馆的大楷《玄妙观重修三门记》，写于大德六年（1302年）。此记楷法精严，结体方阔，笔势沉稳，点画舒张，气息醇厚，大有李邕《岳麓寺碑》之神态精髓，还具有六朝碑版的风格气韵。此记不以变化见长，通篇之中，只要相同的字，相同的部首，相同的笔画，乃至相似结构方式的字，均有一种或几种固定的写法，形状几乎没有差别，仅以横宕之笔势、略侧的体势，以及真行兼通之用笔来体现生动姿态，可见作者性情是如何内敛，笔法是如何娴熟。这种首重功力和法度的楷书，唐以后很久没有见过了。后人对赵孟頫的楷书缺乏神采与机趣的评说虽不无道理，但很多人云亦云者，其实并未读懂此类含蓄内敛楷书的妙处。李日华曾说：“《玄妙观重修三门记》，有太和（李邕）之朗，而无其佻；有季海（徐浩）之重，而无其钝；不用平原（颜真卿）面目，而含其精神。天下赵碑第一也。”此记篆额精美秀劲，乃合李斯及李阳冰之法而出，足见赵孟頫篆书之功力。
赵孟頫小楷一直为历代所重视，和他同时代的书法家鲜于枢给他的小楷《过秦论》作序：“子昂篆、隶、真、行、颠草为当代第一，小楷又为子昂诸书第一。”赵氏得力于二王及钟繇小楷各帖，又从鲜于枢那里观看了东晋道士杨羲书写的《黄庭内景经》，遂致力于缜密与飞动合一。赵氏小楷除了抄录历代名篇外，多为佛道经文，如《妙法莲华经》《阴符经》《度人经》《金刚经》《道德经》等，都是长篇巨制，有时反复抄写，用力勤勉的程度，历代书法家几乎无人能超越他。鲜于枢题《过秦论》说：“笔力柔媚，备极楷则。后之览者岂知下笔神速如风雨耶。”足见赵孟頫小楷是多么精熟。“笔力柔媚，备极楷则”“奇正沓出”“下笔神速”描述的正是他的小楷缜密而不失飞动的特点。现藏于北京故宫博物院的《道德经》卷，作于延祐三年（1316年）。此卷结体紧凑匀称而不乏灵活生动，细微处一丝不苟，笔笔精到，神采奕奕，寓刚劲于柔润，含妍丽于静穆。
南宋至元初，皆为北宋“尚意”书风之末流，苏东坡、黄庭坚、米芾三家写意抒怀的精髓并未得以发展，他们自身反倒成为被竞相模仿的对象。世人多以三家为宗，只有很少人兼学唐人碑版，陈陈相因，不思进取。赵孟頫的出现，使元初书风发生了巨大转折。他力主归宗二王，复兴古法。其题自书苏诗卷云：“学书须学古人，不然，虽笔秃成山，亦为俗笔。”又说：“当则古，无徒取于今人也。”所谓“则古”，即以古法为准则，而“徒取于今人”则是对时风提出了尖锐的批评。那么，如何继承古法，或者说古法中最重要的是什么呢，赵氏《兰亭十三跋》云：“书法以用笔为上，而结字亦须用工。盖结字因时相传，用笔千古不易。”这种说法拈出“用笔”这一书法嬗变中的实质问题，可谓一语中的，遂成为书法史上的著名论断。赵孟頫以崇古为立场，实则是借古开今，用效法古人来矫正时弊。在他的影响下，元代书法家纷纷改弦易辙，以效法晋人书风为荣耀，并由此上溯两汉、先秦。同时又在赵孟頫多种书体都擅长的带动下，行、楷、近草、章草、隶、篆乃至籀书等各种书体在元代均得到了充分发展，不像宋代仅以行、草风行。而正是在赵氏遒媚秀逸书风的规导之下，使得元代的书法不但没有流于粗野怪诞，反而呈现了一派纯正典雅的古风。元末卢熊跋《赵魏公二帖》云：“本朝赵魏公识趣高远，跨越古人，根柢钟王，而出入晋唐，不为近代习尚所窘束，海内书法为之一变。”这“一变”不仅是元代书坛振兴的标志，其书史意义甚至涵盖了此后五六百年。以一人之力而“一变”百年风气，赵孟頫也就很自然地成为元、明、清三代最具影响力的书法家。
赵孟頫的传世书迹较多，有《洛神赋》、《道德经》、《胆巴碑》、《玄妙观重修三门记》、《临黄庭经》、独孤本《兰亭十一跋》、《四体千字文》等。他在中国书法艺术史上有着重要地位和深远的影响力。他在书法上的贡献，不仅在于他的书法作品，还在于他的书论。他本人有不少关于书法的精到见解。他认为：“学书有二，一曰笔法，二曰字形。笔法弗精，虽善犹恶；字形弗妙，虽熟犹生。学书能解此，始可以语书也。”“学书在玩味古人法帖，悉知其用笔之意，乃为有益。”在临写古人法帖上，他指出了颇有意义的事实：“昔人得古刻数行，专心而学之，便可名世。况兰亭是右军得意书，学之不已，何患不过人耶？”这些都可以给我们重要的启示。可以说在书法史上没有一个朝代像元朝这样，受一人影响如此深远。元代的主流书法家无不聚集在赵孟頫的“复古”大旗之下，与赵孟頫同辈的有与之并称“元初三大家”的鲜于枢、邓原，弟子辈有虞集、柯九思、张雨、揭傒思、黄公望、朱德润、俞和、康里巙巙等，亲属一支则有妻子管道昇、儿子赵雍、外孙王蒙等。