蔡俊涛出生于福建省永安市，他从小就喜欢表演和唱歌。蔡俊涛从小学三年级开始学习声乐，他在上初三时，还参加了东南卫视少儿节目《太阳城》小主持人的选拔活动。蔡俊涛高中毕业后，被中国人民大学法学专业录取，但他却选择放弃；在复读一年后，他以福建省第二名的成绩，考上了四川音乐学院。
2004年，出演青春校园剧《校园往事》，在剧中饰演男主角惊涛，这是他的首部电视剧作品，从而正式进入演艺圈。
2005年，参加“第五届全国电视希望之星大赛”，获得广告模特组全国金奖、通俗组全国十佳、影视表演组全国十佳；同年，出演王小康执导的家庭伦理剧《无法抗拒》，在剧中饰演男主角郑川平的秘书。
2006年，参加“天天人气秀”月星桂冠挑战赛，获得6月份月冠军；同年，参加东方卫视选秀娱乐节目《加油！好男儿》的比赛，获得成都赛区五强；此外，他还参加了东方卫视选秀娱乐节目《我型我秀》的比赛，获得西安赛区20强。
2007年，再度参加东方卫视选秀娱乐节目《加油！好男儿》的比赛，获得重庆赛区五强；同年11月，参加BTV-8娱乐互动类节目《动感秀场》的录制。
2009年，出演郑爽、张翰、俞灏明主演的青春励志偶像剧《一起来看流星雨》，在剧中饰演艾利斯顿商学院的安远老师。2010年8月9日，其出演的青春励志偶像剧《一起又看流星雨》在湖南卫视首播。
2011年，出演邓丽欣、谢君豪、田亮主演的青春励志电影《公主的诱惑》，在片中饰演酒吧服务生小宝；同年，出演王明台、王丽文执导的都市情感励志剧《就让咖啡有点甜》。
2012年，推出个人单曲《如果你不爱》；同年，出演陈思诚、田中千绘、倪虹洁主演的爱情喜剧电影《恶作剧之吻》，在片中饰演女主角海荣的前男友马达。
2013年，推出首张个人EP专辑《我们别再犯错》；随后，与林峰、张晓龙、张檬合作主演古装武侠剧《陆小凤与花满楼》，在剧中饰演天禽门掌门人霍天青，这是他首次在影视作品中尝试古装扮相；同年，出演杨幂、李易峰、郑爽、乔振宇主演的古装奇幻剧《古剑奇谭》，在剧中饰演天墉城弟子陵川；同年11月，参加四川卫视时尚娱乐节目《心动女人帮》的录制。
2014年，出演黄晓明、陈乔恩、乔任梁主演的民国爱情剧《锦绣缘华丽冒险》（原名《锦绣缘》），在剧中饰演男主角左震的好兄弟唐海；同年，与吕聿来、黄璐、冯丹滢合作主演爱情轻喜剧电影《简装男神》，在片中饰演阳光帅气且幽默风趣的花花公子唐谦；之后，出演林合隆执导的都市励志情感剧《深圳合租记》，在剧中饰演白晶晶的男朋友赵亮亮，与郑罗茜饰演一对情侣；同年8月，出演郭昊阳执导的剧情电影《留校》；此外，他还为微电影《马来亚的青春》演唱了主题曲《渐冻爱》。
2015年，与张檬合作主演古装玄幻武侠剧《欢乐大英雄》；同年，出演杨烁、曾泳醍主演的都市情感剧《美梦成真》，在剧中饰演叱咤律政界的大律师孟一畅，这是他首次在影视作品中尝试律师的角色；同年12月21日，其出演的都市情感励志《花火》在浙江卫视首播，而他在剧中则饰演了帅气多金、只喜与帅哥为伍并对女生不屑一顾的贵公子江海。
2016年，其出演的古装剧《武神赵子龙》在湖南卫视首播，而他在剧中则饰演了英挺帅气的山贼老莫；同年4月23日，其出演的都市情感剧《头号前妻》在安徽卫视、浙江卫视上星播出，而他在剧中则饰演了阳光帅气且用情专一的摄影师康堤；同年9月9日，其主演的惊悚悬疑电影《荒村凶间》上映，而他在片中则饰演了被困在孝子镇无法逃脱的男主角比毅；同年，与尹玲、芮伟航、赵威霖合作主演古装魔幻电影《画皮师》，在片中饰演为人温和、做事沉稳的男主角方祭。
2017年，与张檬、戴向宇合作主演抗战剧《怒放的青春》，在剧中饰演与何薇薇相爱的革命小分队义士邵志海；同年3月8日，其主演的都市玄幻喜剧《幻城凡世》在腾讯视频播出，而他在剧中则饰演了女主角洛洛的助理葛铭月。2017年担任爱奇艺大型户外真人秀《了不起的兽人族》飞行嘉宾。
2018年，中国演员代表蔡俊涛参与了在冬奥会举办地韩国的火炬传递活动。同年，蔡俊涛主演的网络大电影《画皮师》、网剧《蜜恋失心》登录爱奇艺。同时，蔡俊涛主演的《我家徒弟又挂了》也即将播出。同时，蔡俊涛、张南联袂主演的超级剧集《楚留香新传之美人图鉴》在横店开机，该剧由香港导演黄建勋执导。
心灵法医2019-11-18 饰演黄伟伦 导演龚朝晖 主演聂远、宋轶
我家徒弟又挂了2018-11 饰演萧逸 导演黄建勋 主演付枚、张博涵
怒放的青春2018-07 饰演邵志海 导演陶秋普 主演张檬，戴向宇
头号前妻2016 饰演康堤
幻城凡世2016 饰演葛铭月
陆小凤与花满楼2015-01-10 饰演霍天青(反一) 导演潘文杰 主演林峰,张檬,张晓龙,斓曦,郑则仕,刘雪华
古剑奇谭2014-07-02 饰演陵川 导演梁胜权、黄俊文 主演杨幂、李易峰、乔振宇
深圳合租记2014 饰演亮亮 导演林合隆 主演罗志祥
锦绣缘华丽冒险2014 饰演唐海 导演林合隆 主演黄晓明、陈乔恩
美梦成真2014 饰演孟一畅 导演黄永刚 主演杨烁，曾泳醍，杜淳，朱孝天，胡兵
就让咖啡有点甜2011 导演王明台 主演魏晨、陆翊
娱乐没有圈2010 饰演文宇 导演林清振 主演韩雪
一起又看流星雨2010 饰演安远 导演丁仰国 主演张翰、郑爽、朱梓骁
一起来看流星雨2009 饰演安远 导演沈怡 主演张翰、俞灏明、朱梓骁
无法抗拒2005 饰演郑川平秘书 导演王小康 主演邵兵
校园往事2004 饰演惊涛
123度谋杀案2019 饰演邹启之 导演徐铭远 主演王洋
画皮师22018-06 饰演方祭 导演嘉明 主演朱赞锦
荒村凶间2016 饰演男一比毅
画皮师2016 饰演男一方祭
《魔法触恋》2015
导演韩承桓 主演关晓彤
《简装男神》2014 饰演唐谦 导演付宇 主演吕聿来
《恶作剧之吻》2014 饰演马达 导演金琛，藏溪川 主演陈思诚
《猎物》2014 饰演强子
《公主的诱惑》2013 饰演小宝 导演钟澍佳，肖黄英 主演邓丽欣
123度谋杀案2019 饰演邹启之 导演徐铭远 主演王洋
画皮师22018-06 饰演方祭 导演嘉明 主演朱赞锦
荒村凶间2016 饰演男一比毅
画皮师2016 饰演男一方祭
《魔法触恋》2015导演韩承桓 主演关晓彤
《简装男神》2014 饰演唐谦 导演付宇 主演吕聿来
《恶作剧之吻》2014 演马达 导演金琛，藏溪川 主演陈思诚
《猎物》2014 饰演强子
《公主的诱惑》2013 饰演小宝 导演钟澍佳，肖黄英 主演邓丽欣
2014年9月27日，蔡俊涛出席在北京举行的“关注弱势群体·璀璨关爱行”公益活动，并现场为活动集赞、呼吁更多人关注公益事业。
2018年，中国演员代表蔡俊涛参与了在冬奥会举办地韩国的火炬传递活动。
蔡俊涛有着古巨基般的娃娃笑脸，他在舞台上展示了其真诚的微笑和亲和力（《东南晚报》评）。
蔡俊涛有着稳重又不乏帅气的形象，他擅长悠长、深沉的慢歌演唱，而且在民歌演唱上也十分出众。在演绎流行和美声相结合、偶像和实力相交融的唱法方面尤为出众，而他演唱的《千里之外》则别具特色（新浪评）。
蔡俊涛在电视剧《陆小凤与花满楼》中，凭借其良好的外形条件，令他的古装扮相当俊美，也令观众眼前一亮，而他在演技上也得到了导演的肯定。蔡俊涛在电视剧《武神赵子龙》中，其容颜的精致程度丝毫不输同剧女演员，他也因此被称作为“男生女相”、“适合行走在古风世界里的男人”。此外，蔡俊涛戏路多变，擅长演绎不同类型的角色，他对角色的精彩演绎都受到了观众的肯定和喜爱（腾讯评）。
蔡俊涛从《加油！好男儿》的选手到歌手，再到全栖艺人，因其棱角鲜明的精致五官，修长的身形和儒雅公子的气质，使其具有超强的可塑性。随着年龄和阅历的增长，蔡俊涛身上成熟男人的味道也愈加浓厚，但他个人形象反倒呈现“逆生长”趋势，其俊俏的外观经常被误认成“90后”（网易评）
