2003年11月，当选为中国工程院院士（化工、冶金与材料工程学部）。

2006年6月，担任信息功能材料与器件研究站站长。

赵连城在中国较早地建成了高水平的化合物半导体物理气相沉积实验室，并且结合国防建设急需积极开展工作，系统研究了化合物半导体薄膜和器件在国防工业中的应用，还系统研究了形状记忆合金的微观变形机制与应变恢复特性之间的内在关系，揭示了NiTi合金线性和非线性超弹性的物理本质，并在航天、航空、石油和生物医学领域获得广泛应用，取得多项成果，已成功应用于神舟四号飞船、SJ-5和QS-1卫星，以及介入医学治疗等，形成了高新技术产业。

赵连城长期从事半导体异质结、量子阱和超晶格、共格量子点岛、双波段激发和多波段调谐等光电薄膜材料和器件及各种红外彩色成像监控系统研究，以及发光材料、光电转换材料、光导纤维和器件、信息存储材料、绿色荧光蛋白和分子荧光探针，能带结构分析和断带隙超晶格的工程技术应用等，包括：远程通信全光网络工程的宽带光纤和器件；腔道癌症3D内窥观察和光量子治疗光纤系统；夜视彩色红外相机和红外监控摄像机系统；战场目标探测、识别和监控红外成像系统；人造和天然石墨烯制取和高灵敏传感器及快速充电长寿命电池、人造金刚石、非制冷红外彩色成像监控系统等。

据2020年3月上海交通大学材料科学与工程学院官网显示，赵连城获国家科技进步二等奖1项，国家自然科学四等奖1项，省部级二等奖7项。

截至2017年7月，赵连城出版《信息功能材料学》等著作6本，发表论文450余篇。

2009年1月，赵连城创建哈尔滨工业大学光电信息科学与工程专业。

截至2018年8月，赵连城先后培养博士研究生65名，硕士研究生42名，接受博士后8人。

2017年4月14日上午9点，应新乡学院化学化工学院邀请，赵连城院士在A05报告厅为新乡学院化学化工学院师生带来了题为“红外彩色成像监控系统及其应用”的学术报告。

2018年12月12日下午，上海交通大学材料科学与工程学院2018年迎新季学术报告会第六讲学术活动在徐祖耀楼500会议厅举行，赵连城教授作为主讲嘉宾，为材料学院师生们带来以《光电芯片与应用》为主题的学术报告。

赵连城担任光电信息材料与器件系学科带头人、国际马氏体相变顾问委员会委员、国际形状记忆与超弹性技术顾问委员会委员、国家自然科学委员会金属学科评审组组长、总装备部科技委兼职委员、太原理工大学双聘院士、中国材料研究学会理事、中国金属学会材料科学学会常务理事、总装备部科技委、先进制造技术专业组兼职委员（组长）、国家自然科学基金委员会金属学科评议组组长等职务。

赵连城在光电信息功能材料研究与应用，以及在形状记忆与超弹性材料及其工程和生物医学应用领域内颇具建树。（中国高校之窗评）

赵连城是中国著名的光电信息科学与工程专家，为推进光电信息科学与工程应用作出了突出贡献，赵连城心系国家发展，积极为中国功能材料产业的发展建言献策，赵连城十分关心中国工程院的工作，积极参加中国工程院的各项活动，为中国工程院的发展作出了重要贡献，赵连城热爱祖国、追求真理、尊重科学、勇于创新、严谨治学、为人师表、敬业奉献，是中国工程科技界的楷模和学习的榜样。（中国工程院原院长周济评）