Родился в образованной семье старой аристократии, с 1935 по 1941 год учился каллиграфии и живописи в художественной школе Ханчжоу, в 1941—1947 годах преподавал в ней. Так как в это время шла война с Японией, то он вместе со школой переезжал по стране: сначала в провинцию Цзянси, потом в Хунань, затем — в Сычуань.
В 1948 году приехал в Париж, поселился на Монпарнасе, познакомился с П. Сулажем, Х. Хартунгом, Н. де Сталем, А. Джакометти, М. Э. Виейрой да Силва, А. Мишо. С 1952 года регулярно выставлялся в парижской галерее Пьера, участвовал в выставках в США, Швейцарии, Великобритании, Японии, Китае, Италии, Испании.
В 1964 году получил французское гражданство. Работал как книжный оформитель в изданиях А. Мишо (1950, 1981, 1995), Р. Шара (1957, 1974), А. Мальро (1962), Сен-Жон Перса (1965), А. Рембо (1966, 1967), Э. Паунда (1972), Р. Каюа (1974, 1976), Л. С. Сенгора (1978), Ф. Жакоте (1981), Х. Джебрана (1992), И. Бонфуа (1993, 1994, 1996) и многих других.
Испытав влияние П.Клее (он открыл его для себя во время поездки в Швейцарию в 1951), выработал впоследствии собственный нефигуративный стиль, сочетающий достижения западного абстракционизма с китайскими живописными традициями.
В 1993 награждён французским орденом Почётного легиона, в 1994 — Императорской премией Японии, в 2001 — премией Фонда Тейлора. В 2002 Чжао Уцзи избран членом Академии изящных искусств Франции.