赵元任少年时爱好科学，兴趣广泛，他儿时就动手制作简易的电话；上学时，他动手制作望远镜和显微镜；用食盐和冰棍混合达到零下20度的温度；并半夜去观察彗星。
赵元任曾在大姐夫家和人比赛吃饺子，一口气吃了四十个，但代价是连着病了五天。
赵元任赴美留学前，需要剪掉辫子，剪辫时，理发师问了他两次，以便确定赵是不是要那么做。在留学生赴美前，美国总领事举行园游会，宴请他们。他看到赵元任等人改换衣着后说：“你们全换西装；希望你们仍为中国人。”
赵元任在南京读书时，醉心革命。当时光绪和慈禧先后逝世，全国“举哀”之际，跪在祭坛前的赵元任和他的同学们高声大笑，但没有人能听出有何不同。当辛亥革命胜利的消息传到美国，赵元任异常高兴，他称辛亥革命为“那时中国最振奋的事件”。
赵元任对男性朋友也会产生爱慕之心，如对在常州溪山学校的李宗堂及在哈佛的胡正修，曾颇为亲近。
赵元任在美国读书时，醉心于学问，常常心不在焉。他很久不理发，以至于头发很长，一次在牛津街，走在他身后的一个男孩高叫：“嘿，那个家伙需要理发！”在街头走路遇到熟人，他也不打招呼，因此到康奈尔大学的第二年，他便得了一个外号“教授”。
赵元任在康奈尔大学任教时，还会犯心不在焉的毛病。一天，他于十一点钟走出物理大楼，一些学生正走进去，他们问：“赵博士，你不来上课吗？”赵说：“当然要来上课！”课是12点开始，赵便计划到体育馆作一小时的运动，但运动结束回到物理大楼准备上课时，课室已空无一人。原来他早错过上课时间了。
赵元任在耶鲁大学任教时，开车出门总是挨罚，给他们送罚单的警察说：“老送罚单给你们，我都不好意思了。”后来他离开耶鲁大学时，杨步伟对警察开玩笑说：“因为你们给车开的罚单太多了，所以我们要离开此地。”
年轻时，赵元任在美国常进行徒步旅行。他将随身衣物包入小行囊，用一根木棍背在肩头，一直西行，远到皮斯费德（Pittsfield），途中住宿在便宜的小旅馆。
勃拉克在师大演讲时，提到未婚男人和未婚女人。赵元任一时口误，翻译成“男不嫁、女不娶”。听众哄堂大笑，勃拉克莫名其妙，赵元任只好小声对她说：“现在没时间解释，以后再告诉你。”
赵元任与王国维、梁启超、陈寅恪并称清华国学研究院“四大教授”或“四大导师”，这个称呼来源于清华校内高层。据赵元任的夫人杨步伟回忆：“‘四大教授’这个称呼，不是我们自诌的，这实在是张仲述找元任时信上如此说，第一次见面也是如此说。而校长曹云祥开会时也是如此称呼的……其实正式名称是‘四位导师’。”
一次，赵元任坐公共汽车回家，车到站，他忘了下车，等车开动时，他反而走下来，一下就摔倒在大街上了，摔断了右手和肩膀（他是出名的absentminded［心不在焉的］教授），只好打上石膏绷带，因为受伤还发烧两个多月。
赵元任号宣重。他到美国留学后嫌罗唆就一直没再用。他留学归国任教于清华时，有人请客，送来请柬，上面写的是“赵宣重先生”，赵便当着送信人的面前在自己的名字下面写上“已故”二字。自此之后，再没有人称呼他为“宣重”。
赵元任的祖父为其起号叫重远。这个号赵一直没有用，知者甚少。一次赵住在南京中央饭店，为避免有人骚扰，便登记为“赵重远”。结果一天吴稚晖找上门来。赵很是奇怪，吴稚晖解释说，他一看黑板上的人名知道赵重远就是赵元任，因为论语有言“任重而道远”。
罗素来华演讲时，一日，赵元任为其拍了许多照片，他指着其中的一张对罗素说：你极像“发怒的独居人”。罗素笑道，你别用这样异想天开的比喻吧！
1927年，王力撰写毕业论文《中国古文法》，指导老师为梁启超、赵元任。由于时间不足，王力只写了两章。梁阅后批曰：“精思妙悟，为斯学辟一新途径，第三、四、五章以下必更可观，亟息快见。”“卓越千古，推倒一时。”但赵元任专找瑕疵，其中有一句评语：“未熟通其文，断不可言其无某文法，言‘有’易，言‘无’难。”王力读后大为感动，从此后六字成其座右铭。
王力后来写《两粤音说》一文，在文中是说两粤音中没有“嘬口呼”，1928年，赵元任去广州调查方言后，写信给当时已在法国留学的王力说：广州话里有嘬口音呼，“雪”字就是其中之一。
女儿如兰出生后，赵元任负责看孩子。他弹钢琴时总是将女儿的小床放在钢琴旁边，他一面弹孩子就听着音乐在小床上一面哼一面摇。有一次如兰忽然不摇了，停在那儿脸涨的通红，原来她是要大便，赵元任说别动，等他给这一段弹完了再来弄！等到赵元任弹完了再看，如兰拉的一床一身都是。杨步伟看了又好气又好笑，问赵元任为什么不早点叫她，赵元任说一个孩子的音乐教育要早打好基础，所以不可以把整段的乐曲随便中断。
赵元任在给朋友的信中说：“要是你收不到这封信，请你赶快通知我，我好告诉你是什么时候付邮的。”
赵元仁到中研院语言所后，曾组织了一个小剧团。有一次在协和大礼堂表演话剧《挂号信》，剧本是赵元任在美国时为学生会表演所写，演出前剧团还在北平的电车头上打了广告，熊佛西和赵元任两个人亲自上台表演。预演的第一天赵元任戴了两副眼镜，熊之前并不知道此事，表演时他忽然看见赵的怪样子，就大笑不止，根本没法继续演下去了。还有一次，赵元仁的大女儿和二女儿唱熊佛西《爱神与诗人》里的一首歌，当时她们还小，不知道字的意思，将其中一句“三个分不开的和声”，唱成了“三个分不开的和尚”。台下的人听后都问熊，你的歌怎么写了三个分不开的和尚。此后一天，众人在北海公园喝茶，杨步伟的侄女杨若宪突然说：“你看，三个分不开的和尚”。众人一看，果有三个和尚走在一起。于是这件事就演变成了一个笑话。
赵元任从小喜欢物理，在康奈尔大学读书时，也曾选修物理。他喜欢小发明，所以，家里的大小“机关”也不少。书房、卧室里，东拉根绳子，西扯个滑轮，连炉门上也装了“机关”。早晨赵元任不用起床，伸手一拉，炉门就“自动”打开了。等他起来时，火也上来了，屋子也烧暖了。家里有一个老式冰箱（不是电冰箱），赵元任的女儿们小时候常忘记关上冰箱门，赵元任就接上“机关”，门一开灯就亮了，如果没有关上门，灯就一直亮着，这样她们就不会忘记关门了。
1917年，刘半农“她”字指称第三人称的女性，三年后，刘写了《教我如何不想她》，由赵元任谱曲，广为传唱，而“她”字也借着歌曲被人们广为接受。
赵元任讲过一则有关《教我如何不想她》这首歌曲的趣闻。他说，当时这首歌在社会上很流行，有个年轻朋友很想一睹歌词作者的风采，问刘半农到底是个啥模样？一天刚好刘到赵家小坐喝茶，而这位青年亦在座。赵元任夫妇即向年轻人介绍说：“这位就是《教我如何不想她》的词作者。”年轻人大出意外，脱口而出说：“原来他是个老头啊！”大家大笑不止，刘半农回家后，曾写了一首打油诗：“教我如何不想她，请进门来喝杯茶，原来如此一老叟，教我如何再想他！”
在美国时，赵元任刚拿到驾驶证不久就被警察拦住了，他以为是自己走错了路违反交规，警察说不是，你领了罚单三个月还没有付款，我们要取消你的驾驶证了。赵元任奇怪地说，我到华盛顿还只两星期不到，驾驶证昨日才拿到手，为何三个月前有罚单呢？警察说，是同一个号码的车子，若是人家转卖了给你那就该换牌子啊。赵元任就告诉他这是中国学生监督处的车子，前监督（梅月涵先生）走了两个多月，我才来接管监督处的事。警察才恍然大悟的说，那是你的哥哥吗？你们两个人真像，是不是双生兄弟？杨步伟说，长得差的远呢，只慢慢吞吞的脾气有点像，但是我的丈夫是仰着脸答应人的话，那位梅先生总是低着头哼的。警察大笑说，这点我可没有注意。然后就放他们走了。
1932年，中国科学社美国分社开年会，大家提议去看日全食。赵元仁向来对天文兴趣浓厚，欣然同意。大家决定赶紧开车赶去，怕迟了就看不到了。为了赶时间，车子开得飞快，以至于车后的一个手提箱（箱内有重要文件）掉了他们都不知道。后面的车拼命按喇叭试图提醒他们，但他们以为自己超速，警察追来了，就开的更快了。等后面的车追上来告诉他们掉了东西，他们才开回去拣回箱子。等他们把车停在一个树林里天色已晚，日食也快结束了。同车的韩权华说：“怎么已经完啦？”赵元仁的女儿如兰、新那说：“就看这么一点儿啊？”三女儿莱思则说：“太阳真难看，一个黑脸长了些白胡子！”但赵元任依旧高兴地叫：“看Corona，corona！（日冕）”
抗战爆发后，赵元任随清华南下长沙，因终日无事，他便拿架照相到处拍照。当时湖南省政府主席何键下令，凡是可疑的人都当间谍看待，格杀勿论。赵元任当时用的是一部双头的法国照相机，为了省胶卷，他便用一只手捂住镜头的半边，只用半边照，这样每张底片就可以照两次。当时警察看了他的奇怪举动后，以为他是奸细，便问赵元任话，赵没有理会，他们便以为赵元任是日本人，不懂中文。但因警察常看见赵元任进出湖南省教育厅长朱经农家中，又住在警察厅长的楼上，不敢轻举妄动，便报到省里，幸好当时正在开省务会议，时任财政厅长的尹任先是赵元任的老朋友，便对何建说，动不得，是某某学者，等我们查清了再说。朱经农也赶紧到赵元任的住处询问，赵元任告之理由后，误会才解除。
随着抗战深入，史语所再次南迁。途径广西桂林时，他们一时很难找到旅馆，只能住在一个车夫们住的旅馆内。第二天，章元善让赵元任和他一起去拜访广西省主席黄旭初，赵元任颇为反感，说：“我不要去看这些大人物。”章说：“不能不去，因由广西经过镇南关、谅山这一带非由省政府派车送不可，否则不能去，而你老兄又是多数人知道的，去一下效果很大。”赵元任只好与章同去。见到黄旭初后，黄开口便说：“赵先生，我天天办公前总和你谈谈天才去公事房。”赵、章二人莫名其妙。黄接着又请二人去他休息室内，二人更觉莫名其妙，以为黄有什么秘密要和二人谈，便跟着他进去。进去后一看，二人不觉大笑起来。原来黄的床前放了一套赵元任录制的国语留声片，有一片还在唱机上转动呢。黄说：“每日我至少都要听一刻钟或半点钟，我才去办公。”对于赵等人所请，黄一口答应照办。
赵元任赞同汉字简化，但他觉得简化不能太过，如“関”字简化为“关”，结果是“无门可关”，实在不成体统。