蔡廷锴1892年4月15日出生在广东省罗定县龙岩乡一个贫农家庭。因家境贫困，自幼失学，少年时即投身军旅。在上级陈铭枢等人的影响下，他加入了革命队伍，投身孙中山的革命活动。1922年3月，孙中山在韶关督师北伐，在攻占信丰城的战斗中，蔡廷锴奉命星夜追击退却的敌人。他带领全连强行军一日一百多里，突进袭击将敌军击溃缴械，北伐军顺利占领信丰城，蔡廷锴被记功一次。北伐军攻打赣州时，久攻不下，伤亡很大。粤军第一师挑选蔡廷锴担任敢死队队长。蔡廷锴率领一百余人，于凌晨四时向敌薄弱之处冲击，很快突破敌阵地。
1926年7月，国民革命军出师北伐，蔡廷锴升任第四军第十师第二十八团团长。10日，蔡廷锴团最先攻入武昌城宾阳门。不久，第四军扩编，蔡廷锴升任第十一军第二十四师副师长。1930年，蔡廷锴被任命为第十九路军军长。
1931年“九一八事变”爆发时，蔡廷锴正在菲律宾的碧瑶市，一听到这个消息，马上归国。他率第十九路军三万多官兵，在赣州宣誓反对内战，团结抗日。此时，宁粤两方迫于压力而合作，陈铭枢到南京任职，第十九路军开赴京沪铁路沿线担任警卫。1931年底，蔡廷锴召集全军旅长以上干部密商，决定组织“西南国民义勇军”，自任总指挥，打算在1932年2月率部沿津浦线奔赴东北，援助正在抗日的马占山、丁超、李杜。但此时日本蓄意扩大对华侵略，派遣军舰三十余艘和陆战队数千人在上海登陆，并且不断制造事端，上海局势日渐紧张，蔡廷锴不得不留在淞沪加紧备战。
由于坚决主张抗日到底，反对南京国民党政府的不抵抗政策，不愿继续与红军作战，1933年11月20日，蔡廷锴与陈铭枢、蒋光鼐等人一起，发动了著名的“福建事变”，成立了中华共和国人民革命政府，史称“福建人民政府”。蔡廷锴任军事委员会委员、人民革命军第一方面军总司令。他们抵抗合围福建的国民党嫡系部队，与红军签订了抗日反蒋的初步协定。这一正义行动，在当时产生了巨大的影响。
事变后，蔡廷锴流亡海外。1935年，蔡廷锴在香港与李济深、陈铭枢、蒋光鼐等组织中华民族革命同盟，主张联合各党各派一致团结抗日。全面抗战爆发之初，蔡廷锴领导军队参加了昆仑关战役等，但后来被蒋介石夺去了军权，他空有满腔爱国之情，却无处实现杀敌报国的志愿。
抗日战争胜利后，面临反对内战、争取和平的形势，蔡廷锴与李济深、何香凝等一起筹组中国国民党民主促进会，积极参加民主革命斗争。后来，蔡廷锴到南京，与周恩来同志见面。这次见面，更坚定了蔡廷锴与中国共产党亲密合作的决心。此后，他积极地投入到反对蒋介石独裁统治、反对国民党发动内战的政治斗争。1947年，他参加了中国国民党革命委员会的筹建活动，1948年初，民革在香港成立，蔡廷锴被选为中央常务委员兼财政委员会主任。
1948年9月，蔡廷锴作为民促的首席代表，应中共中央的邀请，到达东北解放区，参加“新政协诸问题”座谈会等活动。在东北，蔡廷锴写信要儿子蔡绍昌把罗定县老家封存多年的一大批武器送给在当地活动的中共领导的人民军队。
北平和平解放后，蔡廷锴和其他民主人士到达北京。他先后出席中国人民政治协商会议筹备会和第一届全体会议，参与了共同纲领的制定和中华人民共和国的创建工作。
新中国成立以后，蔡廷锴担任中央人民政府委员、全国人大常委、全国政协副主席、国防委员会副主席、国家体委副主任、民革中央副主席、世界和平理事会理事等重要职务。他经常到祖国各地视察，并出访苏联、朝鲜、缅甸、瑞典、波兰等，与这些国家的人民进行接触，参加外交活动。
1957年，蔡廷锴先生担任中国代表团团长，率领代表团前往日本东京参加第三届禁止原子弹、氢弹大会，取得圆满成功。在担任国家体委副主任期间，蔡廷锴努力贯彻毛泽东提出的“发展体育运动，增强人民体质”的方针，为我国人民体育事业的发展，做了许多工作。在多年的民革中央领导工作中，他关心广大成员的学习和进步，联系、团结国民党爱国民主人士，为民革组织的巩固与发展，作出了卓越的贡献。
1968年4月25日，蔡廷锴因病在北京逝世。
