2007年，与王学兵、张歆艺、王茜合作主演悬疑剧《羊城暗哨》，在剧中饰演单纯善良的富家子弟成雨童，这是他的首部电视剧作品，从而正式进入演艺圈。

2008年，出演杨放执导的警匪悬疑剧《黑暗的另一半》，在剧中饰演警察张文。

2010年，出演黄儒香执导的剧情电影《王城》，在片中饰演股票经纪人；同年，与宫正楠、王希维、郝泽嘉合作主演青春偶像剧《我家有个大“模”头》，在剧中饰演郁郁不得志的杂志社主编沈青。

2011年，与谢娜、安七炫、刘金山合作主演家庭情感喜剧《辣椒与泡菜》，在剧中饰演男主角姜宇赫的好朋友东旭；同年，与殷桃、赵子琪、祖峰合作主演都市时尚剧《时尚女编辑》，在剧中饰演诙谐幽默的杂志社员工小熊。

2012年，与白冰、谷智鑫、陈楚河合作主演青春励志剧《我要当空姐》，在剧中饰演睿智有为的富二代田翰；之后，客串陈思成、宋佳、王耀庆主演的都市情感剧《小儿难养》，在剧中饰演性格幽默搞怪的航空公司销售部员工；同年，与丹尼尔·海尼、伊丽莎·库伯、耿乐合作主演爱情喜剧电影《纽约客@上海》，在片中饰演率真朴实、机智聪明的律师公司电脑技术人员阿光，并在该片中献出荧幕初吻 ；同年11月，出演滕华涛执导的微电影《光斑》，在片中饰演男主角江。

2013年，与殷桃、李东学、刘雨鑫合作主演家庭情感剧《假如幸福来临》，在剧中饰演为人聪明机灵的付大宇；同年，与成龙、景甜、刘烨合作主演警匪动作电影《警察故事2013》，在片中饰演小薇的男朋友阿坤，与古力娜扎饰演一对情侣。

2014年，与李治廷、黄龄、吴昕合作主演喜剧电影《北回归线》，在片中饰演低调的富二代小丽。

2015年，与李小冉、王耀庆、付辛博合作主演抗战剧《毕业歌》，在剧中饰演怀着一腔热血投身异国革命工作的美国驻华记者戴维斯；之后，与刘德华、刘烨、吴若甫、王千源合作主演犯罪警匪电影《解救吾先生》，在片中饰演被绑架的人质小窦；同年，与黄轩、窦骁、周一围合作主演古装魔幻剧《海上牧云记》，在剧中饰演霸气侧漏的赫兰铁辕。

2016年1月，与何炅、黄磊合作主演话剧《暗恋桃花源》，在剧中饰演愣头愣脑的剧组美工顺子。2017年，与谭松韵、熊梓淇、黄圣池合作主演电视剧《浪花一朵朵》，在剧中饰演教练伍勇。

2018年，出演雷佳音、易烊千玺领衔主演的古装悬疑剧《长安十二时辰》，在剧中饰演靖安司的官吏崔器。

2019年4月17日，由窦骁、苗苗、彭冠英、王思思领衔主演的都市情感剧《爱上你治愈我》播出，蔡鹭在剧中饰演心思细腻、幽默仗义的田高强。

2020年10月15日，与梁杰理、夏嘉伟等合作主演的奇幻动作大片《大圣》在爱奇艺播出。