1996年蔡健雅在出道前曾参与音乐剧HotPants演出。
1997年在新加坡由其经纪公司Music&Movement旗下的YellowMusic发行英语专辑《Bored》而正式出道,其中〈Ashes〉由许茹芸1998年翻唱为〈Ending〉,并收录于《我依然爱你》专辑,算是华语流行音乐界首度曝光之作。
1999年国语唱片签约于宝丽金唱片旗下,并推出首张国语同名专辑《蔡健雅》。由于宝丽金唱片的政策,在该专辑第一波主打〈呼吸〉MV中,完全看不见蔡健雅本人的面孔,取而代之的是像屏幕保护程式一般的流动文字,其目的为让观众专注于她的歌声。而第一张唱片以“女伍佰”做为吸引歌迷的话题,似乎并未见效,因而在之后的唱片宣传中就没有使用此一称呼。同年,蔡健雅在新加坡发行第二张英语专辑《Luck》,其中包括由陶喆亲手替她制做的〈TheWickedSignsofTryingtoBeASuperstar〉。
2000年因宝丽金唱片并入环球唱片旗下,因此《记念》及之后的唱片皆由台湾环球唱片发行。在此一专辑中,蔡健雅以〈记念〉一曲成功打响在台湾市场的知名度,唱片销售量也水涨船高,该曲并请来演出《黑暗之光》的范植伟做为MV男主角。同年入围台湾第11届金曲奖最佳新人奖;参加新加坡“ReadyfortheWorld”活动;替电影《ChickenRiceWar鸡缘巧合》谱写主题曲,并在该电影演出。
2001年推出《IDoBelieve相信》专辑,受到台湾“三○八”条款的影响,造成无法在电视上播放MV宣传的状况,因此并没有卖的很好。同年在新加坡参与“LoveIstheAnswer”慈善计划,翻唱〈TrueColours〉并收录于该计划发行的同名专辑中;担任新加坡国庆年度主题曲演唱,并配合推出《WhereIBelong属于》单曲。年底发行《默契》新歌加精选,因先前唱片销量不佳而结束和环球唱片的发行合约。
2002年,日本S2STracks挑选了蔡健雅曾发行过的七首英语曲子,发行《SecretLavender》专辑。同年以〈打错了〉作曲者身份入围台湾第13届金曲奖最佳作曲人奖,并同时入围最佳国语演唱人奖;在新加坡发行第三张英语专辑《Jupiter》,其中隐藏曲〈HelloGod〉的歌词明显地控诉她在环球唱片所遭受到的待遇。
2003年国语唱片签约于台湾华纳唱片旗下,并于6月6日发行《陌生人》专辑。华纳请来新生代演员桂纶镁、Duncun演出第一波主打〈无底洞〉MV,广受好评并顺利打开专辑名声;随即请原班人马赶拍〈陌生人〉MV做为下集,同样广为流传。华纳趁势追击,于7月6日在淡水渔人码头举办大规模的演唱会,并发行《Jupiter》台压版。
2004年首度担任制作人,替梁咏琪制作《归属感》专辑。同年以《陌生人》获得台湾第15届金曲奖最佳国语女演唱人提名。
2005年发行于2004年录制完成的《双栖动物》,收录包括和孙燕姿合唱的〈原点〉,但销售量不如《陌生人》理想。
2006年发行《T-Time》新歌加精选,收录部份环球时代的歌曲;同年以《双栖动物》获得台湾第17届金曲奖三项提名(最佳国语流行音乐演唱专辑、最佳专辑制作人、最佳国语女演唱人),最后并夺下最佳国语女演唱人奖。同年10月,和台湾华纳约满,结束合作关系;并于同月9日结束与Music&Movement的经纪合约。随后蔡健雅和她的母亲合资成立了天一娱乐有限公司(TangyMusicEntertainmentLP,Singapore),迈向独立制作阶段,并开始参与音乐节演出。12月3日,参与台北简单生活节演出。
2007年5月国语唱片发行权签于亚神音乐旗下。6月,担任张震岳专辑《OK》主打歌〈思念是一种病〉的女合声。7月6日及7月8日分别参与白色海洋音乐祭与贡老挝际海洋音乐祭演出。于10月19日发行由她自己制作的专辑《Goodbye&Hello》,年底与戴佩妮一起于台北新舞台举办共同售票演唱会。
2008年3月于香港、7月底至8月初于台湾、12月于上海举办个人售票演唱会,并于12月7日再次参与台北简单生活节演出;7月推出《MySpace》,专辑内容包括1月北京小型演唱会现场录音和三首demo;同年以《Goodbye&Hello》获台湾第19届金曲奖7项提名,并获得了最佳专辑制作人和最佳国语女歌手两座大奖。近年移居台湾,持续创作。
2009年8月19发行《若你碰到他》,并入围台湾第21届金曲奖流行音乐类《最佳作曲人》、《最佳国语女歌手》、《最佳国语专辑奖》、《最佳专辑制作人奖》。
2011年发行国语专辑《说到爱》和英文专辑《Justsayso》,凭借《说到爱》入围第23届台湾金曲奖最佳年度歌曲奖、最佳国语专辑奖、最佳作曲人奖、最佳编曲人奖、最佳专辑制作人奖、最佳国语女歌手奖,获得最佳国语女歌手奖。
2012年以《说到爱》七项入围,最后获得台湾第23届金曲奖流行音乐类《最佳国语女歌手奖》。
2013年发行专辑《天使与魔鬼的对话》,入围第25届台湾金曲奖最佳国语女演唱人奖。8月起,获三届金曲奖最佳女歌手的蔡健雅,在上海.北京等城市展开她2013年的最新巡回“美丽突然发生”。
2014年作为导师参加CCTV-3综艺节目《中国好歌曲》。
2015年,为电影《澳门风云Ⅱ》创作并演唱主题曲《停格》,这不仅是她首度为电影量身谱写主题曲,也是她和姚谦暌违10年的再度合作;6月,担任第16届华语音乐传媒大奖形象大使;11月,发行专辑《失语者》,首次尝试运用实验电子的音乐形式,该专辑于次年获第27届台湾金曲奖六项提名;12月,受邀参加东方卫视跨年晚会。
2016年06月02日,金曲歌后蔡健雅2日在台北举办《列穆尼亚》演唱会记者会,宣布8月27日在台北小巨蛋开唱,她直接对媒体公布嘉宾就是蔡依林。6月19日,苏运莹将在北京北展剧场举办出道以来首场个唱《野子—肆意疯长的力量》。蔡健雅作为演唱会的神秘嘉宾现身演唱会。10月29日,蔡健雅将重返北京,在首都体育馆带来“Tanya蔡健雅2016巡回演唱会列穆尼亚LEMURIA北京站”,与歌迷“穿越时空”一起抵达美丽纯粹的“列穆尼亚”。
2017年3月受邀参加知乎第四届线下活动“盐Club”;5月,亮相湖南卫视音乐综艺节目《我想和你唱》第二季第三期;7月,为电影《悟空传》演唱插曲《紫》。7月18日,正式加盟环球音乐并在北京举行亚洲签约记者会。