蔡襄生于宋真宗大中祥符五年二月十二日（1012年3月7日）。蔡氏家族世居福建路泉州府（兴化军）仙游县慈孝里赤湖蕉溪（枫亭驿以西，今福建省仙游县枫亭镇九社村青泽亭自然村蔡坑）。母亲卢氏，惠安县名士卢仁之女。
蔡襄童年时受到外祖父卢仁的严格教育。他十五岁参加乡试，十八岁游京师，入国子监深造。宋仁宗天圣八年（1030年），参加开封乡试，获第一名。
天圣九年（1031年），蔡襄登进士第十名。次年，授漳州军事判官，在职四年。后历任西京留守推官、馆阁校勘等职。
庆历三年（1043年），大臣范仲淹、富弼、韩琦、杜衍同时执政，欧阳修、王素、余靖同为谏官，蔡襄作诗称贺，受欧阳修等三人举荐，被仁宗任命为知谏院。他遇事从不回避，奏疏忠诚恳切，大都关系天下利弊、一时缓急。蔡襄认为国家安危取决于人事，君主要知人善任、辨别邪正。由于有蔡襄这样的人直言敢谏，那些权贵心怀畏惧，多有收敛。
庆历四年（1044年），调知福州。庆历六年（1046年）秋，改任福建路转运使。蔡襄在福州时，见百姓患病不就医而向巫觋求拜，多为蛊毒所害，撰《圣惠方后序》，刊刻于碑，劝病者就医治疗，并采取措施，取缔巫觋，“禁绝甚严，凡破数百家，自后稍息。”蔡襄还撰《福州五戒文》，以戒除陋俗。蔡襄倡议官吏，发动百姓，从福州大义至泉州、漳州七百余里的大道两旁栽植松树，荫庇大道，故民谣歌颂道：“夹道松，夹道松，问谁栽之，我蔡公；行人六月不知暑，千古万古摇清风”。
庆历八年（1048年），蔡襄因父亲去世而离职。
皇祐三年（1051年），回朝修《起居注》，参预政事。次年，迁任起居舍人、知制诰兼判注内诠。
嘉祐元年（1056年），蔡襄再知福州。在任上劝学兴善，传播医治蛊毒的药方，教育民众遵法为善，改变陋习，监督官吏深得民心。
宋仁宗至和、嘉祐（1054年－1063年）年间，蔡襄两次知泉州，第一次自至和三年二月至嘉祐元年六月，第二次自嘉祐二年七月至嘉祐五年秋。蔡襄在泉州任上，首先整顿吏治。当时晋江县令章拱之贪赃枉法，蔡襄奏疏弹劾，把他革职为民。后朝廷发现这是冤案，蔡襄因而被贬。他又修建沿海州县城池，加强军事防备，教习舟船熟记水势，防备海寇。泉州城东郊有洛阳江，下游出海口江面宽五里，有渡口名万安渡。“每风潮交作，数日不可渡”，“沉舟被溺，死者无算”。并奏请减免漳、泉、兴三州身丁钱一半，大大减轻民众负担。
蔡襄知泉州时期，连年发生旱灾，他调动民力，加强水源管理，制定《龟湖塘规》，制止用水纠纷。他任转运使期间又在郡南小乌石山访得一泉，通知泉州地方官好好管理，供民众饮用和灌田。治平（1064年－1067年）年间，晋江县令王克俊在摩崖刻“蔡公泉”三字以为纪念。
嘉祐六年（1061年），被授为翰林学士、权理三司使，主管朝廷财政。此时，宋廷财政入不敷出，“积贫”已深。蔡襄善于理财，“较天下盈虚出入，量入以制用。划剔蠹，簿书纪纲，纤悉皆可法”。不久，宋英宗继位，正式任命蔡襄为三司使。蔡襄撰《国论要目》一文，阐述改革主张，提出择官、任才、去冗、辨邪佞、正刑、抑兼并、富国强兵的改革方案。英宗不但不采纳，反而夺其三司使职。蔡襄在朝廷难于容身，请求外任。
治平二年（1065年），蔡襄出知杭州，在拜端明殿学士后才去上任。次年十月，母亲卢氏去世，蔡襄护丧南归。
治平四年（1067年）八月十六日（9月27日），蔡襄在家中逝世，享年五十六岁。朝廷追赠吏部侍郎，后加赠少师。葬于枫亭铺头村蔡岭，欧阳修撰《端明殿学士蔡公墓志铭》。
宋孝宗淳熙三年（1176年），其曾孙蔡洸为蔡襄奏请谥于朝，孝宗赐谥“忠惠”。
宋宁宗庆元年间（1195年－1200年），在洛阳桥南街尾建蔡襄祠。后人在他墓前立柱题联云：“四谏经邦，昔日芳型垂史册；万安济众，今朝古道肃观瞻。”
蔡襄为官三十余年，不仅政绩显著，在科学文化方面也作出重大贡献，曾撰《荔枝谱》一卷、《茶录》二卷（或作一卷），是世界上最早介绍荔枝的专著。他所创制“小龙团”茶，品质较“龙凤茶”更精。
蔡襄在当时，除了精心制作了“小团茶”，使建茶一步登天驰名全国外，又鉴于陆羽的《茶经》，未能把闽产指出，使建茶淹没不彰；而丁谓所著的《茶图》，仅论及采制，没有说明烹试的方法，于是，蔡襄将他自己的研究心得，撰写成《茶录》一书，共二篇，800多字。上篇论茶，下篇论茶器，都属于烹试的方法。凭他丰富的经验，独特的见解，再配以当世优秀的书法，使这一著作，堪称“稀世奇珍，永垂不朽”。宋代建茶能名垂天下，与蔡襄的提倡和推荐是分不开的。据说，当时论茶者，没人敢在蔡襄面前发言，恐班门弄斧，自讨没趣。《茶录》除了上进给皇帝鉴赏外，还勒石以传后世。这不但对福建茶业的发展起了很大的促进作用，而且对日本具有美学艺术的“茶道”和世界茶业的发展产生了极大的影响。十七世纪初，中国茶叶输入欧洲及其它地区，成为世界三大饮料之一，并且有日渐风靡之势。蔡襄的《茶录》，对福建茶业的发展，起了巨大的推动作用。前人评曰：“建茶所以名垂天下，由公（蔡襄）也。”
蔡襄精于书法，学虞世南、颜真卿，并取法晋人。正楷端重沉着，行书温淳婉媚，草书参用飞白法，为“宋四家”之一。传世碑刻有《万安桥记》，书迹有《书谢赐卿御书诗》和书札诗稿等。
他著有诗词370首，诗文清妙；奏议64篇，杂文584篇，收入《蔡忠惠公文集》（共三十六卷，另有《别纪》十卷）。另有《龙寿丹记》（此书有五朝小说本）、《蔡忠惠奏议》十卷、《蔡襄治平会计录》六卷、《墨谱》一卷、《茶果》一卷、《荔枝故事》一卷、《讲〈春秋〉〈左传〉疏》一篇、《蔡莆阳诗》六卷、《蔡忠惠诗集全编》四卷、《蔡忠惠诗集全编》二卷（《别纪补遗》二卷）、《蔡福州外纪》十卷、《蔡端明别纪》十二卷（也有十卷、一卷）、《蔡忠惠公别纪补遗》等不同版本，已佚失不少。
书法史上论及宋代书法，素有“苏、黄、米、蔡”四大书家的说法，他们四人被认为是宋代书法风格的典型代表。“宋四家”中，前三家分别指苏轼（东坡）、黄庭坚（涪翁）和米芾（襄阳漫士）。宋四家中，蔡襄年龄辈份，应在苏、黄、米之前。从书法风格上看，苏轼丰腴跌宕；黄庭坚纵横拗崛；米芾俊迈豪放，他们书风自成一格，苏、黄、米都以行草、行楷见长，而喜欢写规规矩矩的楷书的，还是蔡襄。
蔡襄擅长正楷、行书和草书。其书法浑厚端庄，淳淡婉美，自成一体。展卷蔡襄书法，顿觉有一缕春风拂面，充满妍丽温雅气息。蔡襄的书法在其生前就受时人推崇备至，极负盛誉，最推崇他书艺的人首数苏轼、欧阳修。苏轼在《东坡题跋》中指出：“独蔡君谟天资既高，积学深至，心手相应，变态无穷，遂为本朝第一。然行书最胜，小楷次之，草书又次之……又尝出意作飞白，自言有翔龙舞凤之势，识者不以为过。””欧阳修对蔡襄书法的评价真是到了无以复加的地步：欧阳修说：“自苏子美死后，遂觉笔法中绝。近年君漠独步当世，然谦让不肯主盟。”（《欧阳文忠公集》）黄庭坚也说：“苏子美、蔡君漠皆翰墨之豪杰。”（《山谷文集》）沈括在《梦溪笔谈》中评论蔡襄的草书“以散笔作草书，谓之散草，或曰飞草，其法皆生于飞白，自成一家。存张旭、怀素之古韵，有风云变幻之势，又纵逸而富古意。”《宋史·蔡襄传》称他：“襄工于手书，为当世第一，仁宗尤爱之。”许将《蔡襄传》说：“公于书画颇自惜，不妄为人，其断章残稿人悉珍藏，仁宗尤爱称之。”朱长文《续书断》：“蔡襄书颇自惜重，不轻为书，与人尺牍，人皆藏以为宝。仁宗深爱其迹……及学士撰《温成皇后碑》文，敕书之，君谟辞不肯书。”
从以上三段记载中，可以知道，蔡襄书法从天子到普通百姓都十分珍惜。由于他颇自惜，不妄为人书，所以传世作品较少。另外可以看出当时书坛的风气已完全转向了诗文尺牍，而书碑则被看作是一技夫役役之事，为士大夫所不屑为，甚至连帝王的敕命也已不能左右之。这与唐代以前的情况有着根本的不同。不是一个开宗立派的大师。
总体上看，他的书法还是恪守晋唐法度，创新的意识略逊一筹。但他却是宋代书法发展上不可缺的关纽人物。他以其自身完备的书法成就，为晋唐法度与宋人的意趣之间搭建了一座技巧的桥梁。
蔡襄传世墨迹有《自书诗帖》、《谢赐御书诗》，以及《陶生帖》、《郊燔帖》、《蒙惠帖》墨迹多种，碑刻有《万安桥记》、《昼锦堂记》及鼓山灵源洞楷书“忘归石、”“国师岩”等珍品。
蔡襄出任福建路转运使时，奏减五代以来丁口税。并修建中国第一座海港大石桥万安桥（洛阳桥），它被称作“福建桥梁的状元”（茅以升）。它的建成，对福建经济、文化的发展起了重要的作用。
泉州是古代“海上丝绸之路”的起点。自唐后期起，泉州已成为中国重要的对外贸易港口。北宋时泉州港湾区帆墙林立，百舰争流，中外商贾荟集，各地货物集散。然而，万安渡成了福建南北经济、文化交流的极大障碍，交通问题远远适应不了经济发展的需要，因此，万安渡建桥成为十分紧迫的任务。
蔡襄等人先在江底沿着桥梁中线抛置了大量的大石块，形成一条横跨江底的矮石堤，作为桥墩的基址。然后用一排横、一排直的条石筑桥墩，这种石基的开创，是桥梁建筑史上的重大突破，近代称之为“筏型基础”。他并种海蛎以固桥基，于桥上下两侧滩涂上，植石以附蛎，以减缓江流速度，使不致动摇桥墩两侧基础。被认为是世界上生物学运用于建筑上的先例。
桥成之后，蔡襄拟订了千古传诵的《万安桥记》并刻石立碑，它真实地记载了建桥情况和桥的规模。“渡实去海，去舟而徒，易危而安，民莫不利”。全文共150多字，文辞极优美，同时它又是中国书法史上颇为著名的
蔡襄曾组织人马，从福州始沿途栽植树至泉州、漳州，计长700里。它既可防止水土流失，又可遮掩道路，使过往客商在炎日酷暑之时，免受骄阳曝晒之苦。它成为洛阳桥的配套工程，此即《宋史》本传所说的“植松七百里以庇道路”一事。近一千年前的蔡襄已能注意到保持生态平衡，保护水土，确是高人一等。时人为此作诗赞之：“夹道松，夹道松，问谁栽之我蔡公，行人六月不知暑，千古万古摇清风。”
蔡襄在泉州积极组织群众抗旱，兴修水利，生产自救，在一定程度上减轻了百姓负担。嘉祐三年（1058年），适泉州一地春夏之交久旱不雨，他特地三次带领官员到泉州飞阳庙祈雨，自责干旱不稔，是“郡守不德之故”。还写下《乞雨题西方院（有序）》：“年年乞雨问山神，羞见耕耘陇上人。太守自知才德薄，彼苍何事罪斯民。”他是以此举来劝告各僚属要关心民瘼，组织农民抗旱自救。不久恰好天降大雨，旱情解除，岁以大稔，王十朋因此赞他“爱民心有彼苍知”。
晋江龟湖塘可灌田数千亩。但是，沿塘百姓常为用水及管理维修堤岸等问题争吵、斗殴。加上土豪、无赖好事之徒插手搅浑，沿塘百姓冤冤相报，问题久而不能解决。蔡襄深入民间，详为考察，为更好地保护这一水利工程，加强排涝抗旱作用，以利农耕，相应加强相邻各乡林、黄、苏、郑、吴、蔡六姓的联谊，特制定《龟湖塘规》（后世称为《先宋塘规》），使龟湖有法可依。它明确规定六姓用水及管理维修问题，保证农田能及时得到灌溉。他在制定《龟湖塘规》时，按规定执行管禁，遇有重大违规者，则由陂首呈县府惩处。正因为有蔡襄的《龟湖塘规》在，龟湖塘维护了近千年，为濒湖农民流泽千余年。据《晋江县志》载：“自蔡襄定塘规至明朝的五百年间，粮食产量往往二、三倍于他乡。”这是对泉州水利建设的贡献，后人因此为之立《德政碑》。
蔡襄不仅是政治家、文学家、书法家，而且也是茶学家。他为官清正，以民为本，注意发展当地经济，为福建茶业及茶文化的发展作出了一定贡献。历史上著名的北苑御茶园，就是在建州（今在建瓯市），旧时又称建溪，建安（今在建瓯市）。种茶最早的文字记载见于唐代孙樵《送茶蕉刑部书》，书中记载：“晚甘侯”（唐代名茶中的一种）产于“建州，系月涧云龛之品”。当时建溪流域所产品茶统称“建茶”、“建茗”。五代时期，王审知在福建建闽国，北苑茶园成为专门生产贡茶的官家茶园。闽国灭亡之后，南唐后主李煜派官员专程到建安设立“龙焙”，监制“建茶进御”。指定专制“龙茶”。历史发展到了宋代。丁谓任福建转运使，监制御茶时，尤重御茶采摘制作的“早、快、新”。如“社前十日即采其芽，日数千工繁而造之、逼社即入贡”。由于采制甚精，在丁谓手中，北苑茶已誉满京华，号为珍品。
到了庆历年间（1041年－1048年），蔡襄创造小龙团以进，被旨仍岁贡之”（《熊蕃北苑贡茶录》）。《苕溪渔隐丛话》也说北苑茶大小龙团“起于丁谓，而成于蔡君谟”。的确，蔡襄为福建转运使，把北苑茶业发展到新的高峰，他从改造北苑茶品质花色入手，求质求形。在外形上改大团茶为小团茶、品质上采用鲜嫩茶芽作原料，并改进制作工艺。为之，欧阳修《归田录》卷二有云：“茶之品莫贵于龙凤，谓之团茶。凡八饼重一斤。庆历中蔡君谟为福建转运使，始造小片龙茶以进，其品绝精，谓之小团。凡二十饼重一斤，其价值金二两”。欧阳修对蔡襄制作贡茶有非议，但他不得不承认蔡襄制作茶业的工艺之精。蔡襄之侄儿、蔡京之子蔡绦在《铁围山丛谈》中对蔡襄在发展北苑御园茶过程有较为详细而客观的记载，肯定了蔡襄负责监制北苑之茶制作精巧，形质至极，呼声最高还是“小龙团”的“密云龙”和“瑞云翔龙”。对于茶叶制作达到“名益新、品益出”、“益穷极新出、而无以加矣”的高水平程度，同时指出做茶要抓住季节“又茶茁其芽，贵在于社前则已进御”的新鲜感。可见“好茶争相品、盖因品质珍”。就蔡襄本人，对于建安之茶，他也在自己著作《茶录》中有专门论述建安之茶。其“点茶”条云：“建安斗试以水痕者为负，耐久者为胜”。同朝范仲淹在《和章岷从事斗茶歌》也提到“北苑将期献天子，林下雄豪先斗美，……斗茶味兮轻醒醐，斗茶香兮薄兰芷”。可见北苑御园茶在北宋时期极负盛誉。这些如此辉煌时期是得益于蔡襄为福建转运使时的监制而精益求精的创新工艺。这茶业发展功绩是不可湮没的。
苏轼在《荔枝叹》中说，“君不见：武夷溪边粟粒芽，前丁后蔡相宠加，争新买宠各出意，今年斗品充官茶。吾君所乏岂此物？致养口体何陋耶！洛阳相君忠孝家，可怜亦进姚黄花”。此诗作于哲宗绍圣二年（1095年），在蔡襄任福建转运使二十五年后，此时苏轼正被谪贬在广东惠州（今惠阳县）。作者初次尝到南方甜美的果品荔枝、龙眼，极为赞赏，就差点儿将“荔枝”比作“佳人”。但作者能浮想联翩，不禁联想到汉唐时代进贡荔枝给百姓带来了灾难。在诗中作者揭示了由于皇家的穷奢极欲、官吏媚上取宠、各地名产都将进贡的弊政。他笔锋又一转，对当时宋代的进茶、进花一并作了深刻的讽刺。这首诗给苏轼带来了许多声誉，但给蔡襄盖上了一顶“买宠”的帽子，这是不应该的。
总之，蔡襄在任福建转运使时，监制北苑贡茶在原有基础上有所更新。他先从改造北苑茶的品质花色入手，将“大龙团”改制为“小龙团”，提高贡茶的质量，达到“名益新、品益出”的技术革新、茶与茶艺术融为一体。蔡襄的督办，促进了北苑茶的发展。也促进地方经济发展。这种技术创新，使福建茶叶在北宋时期名列首位，应功归于蔡襄。
蔡襄家富藏书，南宋文学家刘克庄题跋蔡端帖时说：“又一借六典刘茂才，何人藏书，乃富于蔡公耶？”其收藏书法作品和图书在当时富于一方。
欧阳修：谁谓闽远，而多奇产。产非物宝，惟士之贤。嶷嶷蔡公，其人杰然。奋躬当朝，谠言正色。出入左右，弥缝补益（一作阙）。间归干闽，有政在人。食不畏蛊，丧不忧贫。疾者有医，学者有师。问谁使然，孰不公思。有高其坟，有拱其木。凡闽之人，过者必肃。（《端明殿学士蔡公墓志铭》）
陈东：余闻之先生长者。（《茶录跋》）
王称：襄于朋友重信义，闻其丧，则不御酒肉，为位而哭。……工于书，人得其字，以为珎藏，仁宗尤称爱之。（《东都事略》）
王淮：立贤无方，汤之执中也。必曰闽有章子厚、吕惠卿，不有曾公亮、苏颂、蔡襄乎？（《宋史》引）
周必大：仁宗朝蔡忠恵公昌言直道，文章政事，廷臣鲜出其右。（《中大夫赠特进蔡公神道碑》）
陆游：先生（梅尧臣）当吾宋太平最盛时，官京洛，同时多伟人巨公，而欧阳公之文，蔡君谟之书，与先生之诗，三者鼎立，各自名家。 （《梅圣俞别集序》）
脱脱：蔡襄、王素、余靖，皆昭陵（宋仁宗）贤御史也。襄数论治体，推韩琦、范仲淹之贤。素请罢不急之赏，论仁宗纳二女子为非。靖黜夏竦、王举正为不可用。盖仁宗锐于求治，数君子提纲振纪而扶持之，卒成庆历之治，良有以也。夫襄精于民事，吏不敢欺；靖用兵蛮徼，卒收功名；素在西边多惠政，其尹开封，虽颇厌烦剧，再为渭州，边民老幼，至相率称贺，其惠之在民者，深矣哉。（《宋史》）
陶宗仪：博古尚气节，工字。学大字，巨数尺，小字如豪发。笔力位置大者，不失结密；小者不失宽绰。至扵科斗、篆籀、正、隶、飞白、行草、章草、颠草，靡不臻妙，而尤长扵行，在前辈中自有一种风味，笔甚劲而姿媚有余。自珍其书，以谓有龙翔凤舞之，执识者不以为过，而复推为本朝第一也。论者以谓真、行、简札、今为第一，正书为第二，大字为第三，草书为第四，其确论欤！（《书史会要》）
董其昌：当学蔡君谟书，欲得字字有法，笔笔用意。（《钝吟书要》引）
朱轼：若襄者，盖深厚雄杰之一也。当其在朝，受仁宗顾遇，所言皆当世初务，而人之所不敢言。及退历州郡，诘奸恵良，以富而教。其丰功殊迹施于后代者，历久犹未忘也。岂不伟哉！（《史传三编》）
冯班：宋人蔡君谟书最佳，今人不重，只缘不学古耳。（《钝吟书要》）
王夫之：韩、富、范、马诸公，虽以天下为己任，而不能自超出于此术之上。于是石介、苏舜钦之流，矫起于庶僚，而王素、唐介、蔡襄、余靖一唱百和，唯力是视，抑此伸彼，唯胜是求。天子无一定之衡，大臣无久安之计，或信或疑，或起或仆，旋加诸膝，旋坠诸渊，以成波流无定之宇。（《宋论》）
