公民投票促进会并担任创会会长，表示将推动以公民投票方式决定公共事务以及住民自决，以圣火长跑、游行、绝食静坐等方式号召民众加入台湾独立运动；也因为蔡同荣推动公民投票不遗余力，而被称为「蔡公投」。
立法委员.1992年蔡同荣接受民主进步党提名参选嘉义市立法委员并当选，但1995年在同选区与中国国民党提名的萧万长角逐立法委员时落选；1997年在萧万长出任行政院长后，蔡同荣于补选中当选，之后于1998年、2001年与2004年获得连任。2008年至2012年任民进党全国不分区立法委员。