在百二十回本的《三國演義》中，趙雲從第7回出場時的少年將軍，到第97回病逝於沙場，其間九十一回，可以說是三國人物中跨度較大的一個重要人物。他最早依附於袁紹，因見袁紹「無忠君救國之心」，在磐河大戰中救下並投奔了公孫瓚。後來看到公孫瓚「亦袁紹等輩耳」，公孫瓚兵敗後，只好佔山為王。劉備慧眼識英雄，每次見到趙雲，總是難捨依依，趙雲遇到劉備，也覺得他是明主。在劉備無處棲身、東躲西藏的時候，趙雲投奔了他。因此，趙雲與劉備可以說是知心之友，患難之交。劉備很信任他，用他為「主騎」，即侍衛長。在趙雲以後的生涯中，忠心耿耿保劉備，為劉備集團東征西戰，立下了汗馬功勞，最後病死沙場。《三國演義》引詩贊曰：「常山有虎將，智勇匹關張。漢水功勳在，當陽姓字彰。兩番扶幼主，一念答先皇。青史書忠烈，應流百世芳。」
在《三國演義》中，趙雲始終是被當作一個「完人」來塑造的。他最大的特點是智勇雙全，英勇善戰，身手不凡，「那槍渾身上下，若舞梨花，遍體紛紛，如飄瑞雪」。作者在長阪坡戰役中，盡情地渲染了趙雲的非凡武藝與膽略。當陽長阪是一場遭遇戰，劉備處於絕對的劣勢。他的兵馬不多，跟隨他的百姓倒是不少。來勢洶洶的曹軍大隊人馬，一下將劉備隊伍沖得七零八落，劉備的家小也下落不明。在這危機關頭，趙雲置生死於度外，他說：「我上天入地，好歹尋主母與小主人來，如尋不見，死在沙場上也。」一戰救了甘夫人，再去刺死夏侯恩，奪得「青釭劍」，孤身殺入重圍，終於在枯井邊找到了糜夫人與阿斗。糜夫人為使趙雲無兼顧之憂，投井自盡，趙雲把阿斗抱護在懷裡，復上戰馬、「力戰四將」，殺透重圍。一路之上，「砍倒大旗三面，奪槊三條，前後槍刺劍砍，殺死曹營著名將領五十餘員」，出來已是血滿征袍。第71回漢水之戰中，趙雲以寡勝眾，更為出色。黃忠想去燒曹軍糧草，不想被曹軍圍在垓心，死戰不脫。趙雲等到午時，不見黃忠回來，直殺入重圍，一槍刺死焦炳，在敵營中「左衝右突，如入無人之境」。敵軍聞名喪膽，嚇得盡皆逃竄，趙雲大獲全勝。劉備聽說，盛讚趙云：「子龍一身都是膽也!」「虎威將軍」也從此而得。金聖歎於此評價趙云「以疑兵勝之，非獨膽包身，直是智包身耳!」趙雲的勇猛幾近於神武，緊急關頭，趙雲出現就會化險為夷，轉敗為勝。第31回，許都奔襲，劉備中計被圍，慌不擇路，趙雲匹馬衝上，挺槍躍馬，殺開一條血路。孔明借東風後逃走，東吳兵追趕甚急，緊急關頭，趙雲用船來接。徐盛領兵趕到，他一箭射中徐盛船上的繩索，使孔明脫險回荊州。
當然，趙雲的勇猛與關羽、張飛的勇猛又有不同，趙雲的英勇善戰中，又包含著機警與細心，這是其他將領所沒有的，也是趙雲這個「侍衛長」所必需的。第34回，蔡瑁邀請劉備到襄陽赴會，企圖藉機加害，趙雲帶領三百人隨劉備而行。到了襄陽，「雲帶甲掛劍，行坐不離」，次日宴會，趙雲仍是「帶劍於側」。發現劉備逃席後，馬上帶三百軍出城尋找，聽說蔡瑁引軍往西趕去，而趕至溪邊，看到「隔岸一帶水跡」，並不完全放心，乃又回來抓住守門軍士追問，聽說劉備確實飛馬西門而去，才引軍回新野。正因為趙雲如此謹細，所以劉備江東娶親，諸葛亮便明言：「吾定三條計，非子龍不可行也。」周瑜死後，諸葛亮柴桑弔喪，又得趙雲保護，每次都圓滿地完成任務。他不像關羽自傲自大，也不像張飛莽撞粗魯，而是膽大心細，兢兢業業。長阪坡趙雲救主中，有這樣忙中偷閒的一筆：趙雲見糜夫人投井自殺，恐怕曹軍盜屍，便將土牆推倒，掩蓋枯井。這足見趙雲細心之處。
趙雲的英勇善戰與機警精細，總是與他對劉備的赤膽忠心聯繫在一起的，忠是趙雲的重要品格之一。趙雲兩次救幼主，則是他忠的具體表現。長阪坡戰役中，趙雲孤身殺入重圍，糜芳認為趙子龍反投曹操去了，張飛也說他「反投曹操，以圖富貴耳」。並說撞見他時，一槍刺死。而劉備對趙雲最瞭解，對他的忠誠，絲毫也不懷疑。果然，此時的趙雲，想的是「主公將甘、糜二夫人與小主人阿斗，托付在我身上，今日軍中失散，有何面目去見主人?」因此，他的捨生忘死，正是出於對劉備的無限忠心。「趙雲截江奪阿斗」一節，形勢則要比這複雜得多。事情雖然發生在自己的內部，但爭奪之激烈，處境之危急，卻不亞於長阪坡那一幕。孫權、周瑜經過周密的策劃，以吳國太病危為借口，派人讓孫尚香抱阿斗回東吳，想把阿斗做人質，從劉備手中換回荊州。事情的發生十分突然，趙雲偶然發覺，便不顧一切，追上那順流而下的船隻，他對孫尚香說：「若不留下小主人，縱然萬死，也不敢放夫人去。」接著把孫尚香推倒，就懷中奪了阿斗。面對自己的主公夫人，趙雲並沒有喪失原則性，他的忠誠，始終是圍繞著劉備集團的利益。
在《三國演義》中，趙雲還表現為作風正派，不近女色，公而忘私。第52回趙雲計取桂陽，與趙范結拜兄弟，酒席之間，趙范請寡嫂樊氏與趙雲把酒，趙云「改容敬之」。趙范要將家嫂樊氏嫁給他，趙雲聞言大怒，厲聲說：「吾既與汝結為兄弟，汝嫂即吾嫂也，豈可做此亂人倫之事乎!」一拳打倒趙范，上馬而去。讀至此，如果我們認為趙雲封建意識濃厚，頭腦迂腐，那就大錯特錯了。趙范見孔明後說知此事，孔明問趙雲，趙雲回答說： 「主公新定江漢，枕席未安，雲安敢以一婦人而廢主公之大事!」「天下女子不少，但恐名譽不立，何患無妻子乎?」趙雲克己奉公，把自己的生活與劉備集團的事業緊緊聯繫在一起，將倫理觀念與忠誠意識聯繫在一起，在傳統觀念中，這才稱得上是「真丈夫」的典型。
趙雲的「忠」並不是唯上主義，也不是唯命是從，而是忠直敢諫，大膽直言。平定益州後，劉備想把成都有名的田宅賜給諸官，趙雲極力反對，他向劉備諫道：「益州之民，屢遭兵火，田宅皆空，今當歸還百姓，令安居復業，民心方定，不宜奪之為私賞也。」趙雲頭腦清醒，勸劉備從長遠利益考慮問題，而且要注意民心，表現出高度的政治遠見。孫權偷襲荊州，殺害了關羽，劉備不顧孫吳聯盟的大局，要大興問罪之師，以報關羽之仇。劉備在盛怒中，無人敢言，趙雲卻挺身而出，先以大義直諫：「國賊乃曹操，非孫權也……捨魏伐吳，兵勢一交，豈能驟解。」勸他「早圖漢中」;劉備不聽，則與劉備直言爭辯：「漢賊之仇，公也，兄弟之仇，私也，願以天下為重。」公私分明，嚴正不阿，表現了高度的原則性。由此可見，趙雲不僅是一個渾身是膽的英雄，而且是一個目光遠大的將領和頭腦清醒的政治家，為關、張和其他將領所不及。
趙雲還具有謙虛謹慎的美德，打了勝仗從不誇功自傲，更不與他人爭功。在他最後一場戰鬥中，蜀軍「各處兵敗將損，惟子龍不折一人一騎」，孔明要獎賞他，趙雲自稱有罪，甘願代人受過，所獎的東西，也寄府庫留與諸軍，可謂謙恭有加。趙雲的亮點，一直保持到最後。諸葛亮伐魏，七十歲的趙雲仍不服老，在出兵前，自告奮勇當先鋒。鳳鳴山連殺西涼大將韓德的四個兒子，第二次交戰，不出三個回合，又一槍刺死了「有萬夫不當之勇」的韓德。因馬謖街亭之誤，使全軍敗退，《三國演義》繪聲繪色描寫了趙雲和鄧芝從容撤軍的經過，趙雲讓鄧芝打著自己的旗號先撤，自己在後掩護，一槍刺死魏軍先鋒蘇顒，一人「挺槍立於路口，待來將交鋒，蜀兵已去三十里」。可謂渾身是膽。最後安全撤回漢中，沿途毫無損失。趙雲在這最後一次出征中，保持了「常勝將軍」的威名。
也正是由於趙雲在小說中是一個「常勝將軍」和「完人」，我們反而覺得他與現實的距離較大。他沒有奸雄曹操的多面性格，也不如張飛個性鮮明。因此，從現代美學的角度，他留給我們一絲不足的遺憾。但從廣大讀者的心理看，趙雲卻深得人們的喜愛。日本的《三國演義》愛好者，在評選「你最喜愛的三國人物」時，將趙雲排在第二位，(諸葛亮第一)。我國民間兒童戲言，也有「膽大趙子龍，膽小毛毛蟲」之說，足見趙雲這個形象對人們影響之深。