，师事朱熹于白鹿洞书院。庆元二年（1196年）爆发庆元党禁，随父谪官道州（今湖南道县），父子穿草鞋步行三千里，闭户读书，授徒讲学。父殁，护柩以还，后隠居九峰山，专习《尚书》，历数十年，“阐发幽微，不愧父师之说”，“往往发明先儒之所未及”。学者称九峰先生。朱熹晚年命蔡沈撰《书集传》。他用邵雍《皇极经世》所谓“先天数学”讲《尚书•洪范》，认为天地、人物皆由数所派生，“天地之所以肇者数也，人物之所以生者数也，万事之所以失得者数也。”绍定三年（1230年）去世。
作品.有《蔡九峰集》。