赵海莉在科研领域积累了丰富的成果。她在2002年和赵更吉合作的论文《城市远郊农业发展探究》发表于《西北师范大学学报（社科版）》第5期。紧接着，他们在2003年的《论城市资产经营》也登载在同一期刊上。2005年，他们的研究领域扩展到了知识、人性与治理模式的关系，这一篇发表在了《甘肃政法学院学报》第6期，以及关于课件设计的标准化和规范化探讨，发表在《电化教育研究》第11期。
赵海莉的学术探索进一步深入，2005年她对西部省会城市竞争力进行了比较研究，并在《西北师大学报（社会科学版）》第3期发表了论文。她还对兰州市的城市竞争力进行了详尽的分析评价，于2006年的《开发研究》第3期发表。
在2007年，赵海莉和赵更吉合作了关于“城市自由民”管理的研究，其中赵海莉是第一作者，该研究被收录在《甘肃社会科学》第1期。同年，她独立撰写的论文《论“城市自由民”的管理》在《人大复印资料（管理学）》第3期发表。
与赵雪雁合作，赵海莉在干旱区内陆河流域产业结构效益方面进行了深度分析，以黑河流域中游张掖市为例，发表在《西北师范大学学报(自然科学版)》第1期。2008年，她转向新农村建设的研究，探讨了五大支柱，论文发表在《甘肃社会科学》第1期。
同一年，她和严江平合作的高寒牧区公共产品融资方式研究，以甘南牧区为例，见于《兰州大学学报》第3期。她和赵雪雁的合作还涉及了高寒牧区产业体系构建的思考，发表在《西北师范大学学报(社会科学版)》第4期。此外，张锐、赵雪雁和赵海莉共同完成了对甘南牧区综合竞争力的研究，发表在《西北师范大学学报(自然科学版)》第1期。
2009年，严江平和赵海莉合作的研究关注于甘肃省市（州）区域创新能力评价，成果发表在《西北师范大学学报(自然科学版)》第3期，标志着赵海莉的科研成果涵盖了多个重要领域，对城市、农业、教育以及区域发展都有深入的见解。