赵孟頫的绘画成就中，山水为最佳，但巧合的是他却有多幅以马为主题的画儿留存了下来。马画是传统中国画里的经典创作母题，《宣和画谱》中录有唐代李绪太子的一段话：“尝谓士人多喜画马者，以马之取譬必在人才，驽骥迟疾隐显遇否，一切如士之游世，不特此也。”道出了画马对文人的重要性。到了元代，蒙古贵族对于马的热爱让马画变得尤为繁荣起来，在官方立场上，贡马被视为对统治者的敬意和忠诚。但在传统上，马的美丽、优雅仍然象征着文人，尤其是在元代初年，马“象征着文人身处道德价值逐渐崩坏的世界里所面临的困境”。
赵孟頫存世的《调良图》、《人骑图》、《浴马图》、《滚尘马图》以及与其子赵雍、其孙赵麟共同绘制的一幅《三世人马图》等，皆是以马为绝对主题的画作。元代早期诗人方回曾为好友赵孟頫的一幅马画题诗，其中写道：“一匹背树似揩痒，一匹龁枯首羸垂。赵子作此必有意，志士失职心伤悲。”明代初年文人王宾也曾在他的《古木散马图》上题有相似的跋语：“以平原而息力，就野草以自秣，鞭策之弗加，控勒之无施，文敏之意，殆有所喻而然邪？士大夫鞅掌之余，宁无休逸之思邪？”
但实际上，我们很难从他的马画中看出他直率地传达出这层含义，多见的是他的性格和个人信息。
他有一幅著名的《人骑图》，作于元贞丙申岁（1296），当时赵孟頫43岁，正值离开京城返回吴兴故里修养时期。这幅纸本卷轴画作纵30厘米、横51.8厘米，画中一人一马均为侧身构图，马匹用铁线描，施染淡彩，劲健细挺，温驯勤劳，人物骑于马上，乌帽朱衣，重彩沿袭富丽唐韵，神态平静安定，二者有机结合，表现出一种高贵、安详的君子之风。他46岁时曾自信地在此画上题道：“吾好画马，盖得之于天，故颇画其能。今若此图，自谓不愧唐人。”另外，这幅画后也罕见地有其弟赵孟籲、其子赵雍赵奕、其孙赵麟、其侄赵由辰，赵家三代五人的共同题跋，以及宇文公谅、张世昌、倪渊等12家题记，由此可以完全断定其为真迹。
在这幅画中，我们只能体会出其所追求的悠远、古朴的绘画风格。元代另一位画马名家任仁发所作一幅《二马图》，两匹马一肥一瘦，分别代表高官厚禄的大官和瘦骨嶙峋、低头缓步的自己，寓意十分明显。任仁发与赵孟頫境遇相似，但不如赵孟頫在官场上地位显赫，在艺术界的声誉也逊色于他。赵孟頫前后共历五朝，最后官至一品，推恩三代，得以善终，不过他并非一帆风顺，其间颇受排挤和压制，几次还乡，但他仍能坚持，这与他沉稳内敛的性格有关，因此作画时也往往会表现出积极的向往自由的心绪。
倒是《人骑图》中的骑马者更为有趣，画中人面庞圆满，颊垂胡髯，神情洒脱自然。赵孟頫还有一幅存世的《自写小像》，现藏于“台北故宫”，画中展现一片竹林，迎风摇曳，主人公披白衣，扎巾帽，曳杖侧身而立，容貌清秀，颌下微髯，目光凝视对岸，精神矍铄。这幅画与《人骑图》创作时间较为接近，均为中年，因《人骑图》中人与《自写小像》有几分相似，所以前者同样被认为是他本人的写照。史料中多有记载，赵孟頫相貌非凡。元世祖一见赵孟頫，便为他的相貌倾倒，曾有记载说：“神采秀异，珠明玉润，照耀殿庭。世祖皇帝一见称之，以为神仙中人。”赵孟頫为好友田衍的母亲所写墓碑中也曾提到，田衍在大都街上第一次偶遇赵孟頫就认出了后者，问他为何，回答道：“闻诸鲜于伯机，赵孟頫神情简远，若神仙中人，衍客京师数年，未尝见若人，非君其谁？”仅凭别人的介绍就能在大都市的人群中认出赵孟頫来，足见其非凡的气质与风度。
与马画的和谐理想相比，倒是有一幅类似题材的《二羊图》颇值得玩味。这是赵孟頫存世作品中绝无仅有的一幅，它的意外留存让后世研究者十分惊喜，除了笔法和构图上的机巧外，后世的收藏者和当代一些学者也猜测它传达出了更多的政治隐喻。
这幅画藏于美国弗利尔美术馆，25.2厘米高，48.4厘米长，除了两头羊之外，画面空无所有。此图选用纸本，表面略微粗糙，比绢本吸水性强，便于展示各种笔法的变化，赵孟頫只用水墨和较为自由的“干笔”、“湿笔”来创作。右边的山羊纵向立于画面，头部前伸，张口瞪眼，尾巴上翘，所采用的笔法是将笔上蘸满的墨汁稍微晾干，继而快速提笔扫过画面，造成类似碳铅笔的“飞白”效果；左边的绵羊则用湿笔画法，毛笔饱含淡墨，在纸上缓慢行走，晕开浓淡不一的斑斑墨块，绵羊的造型也是与此笔法相应和的从容姿态，四只瘦小的脚支撑起圆润的身躯，面露平静安详。