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蔡俊涛出生于福建省永安市，他从小就喜欢表演和唱歌。蔡俊涛从小学三年级开始学习声乐，他在上初三时，还参加了东南卫视少儿节目《太阳城》小主持人的选拔活动。蔡俊涛高中毕业后，被中国人民大学法学专业录取，但他却选择放弃；在复读一年后，他以福建省第二名的成绩，考上了四川音乐学院。
2004年，出演青春校园剧《校园往事》，在剧中饰演男主角惊涛，这是他的首部电视剧作品，从而正式进入演艺圈。
2005年，参加“第五届全国电视希望之星大赛”，获得广告模特组全国金奖、通俗组全国十佳、影视表演组全国十佳；同年，出演王小康执导的家庭伦理剧《无法抗拒》，在剧中饰演男主角郑川平的秘书。
2006年，参加“天天人气秀”月星桂冠挑战赛，获得6月份月冠军；同年，参加东方卫视选秀娱乐节目《加油！好男儿》的比赛，获得成都赛区五强；此外，他还参加了东方卫视选秀娱乐节目《我型我秀》的比赛，获得西安赛区20强。
2007年，再度参加东方卫视选秀娱乐节目《加油！好男儿》的比赛，获得重庆赛区五强；同年11月，参加BTV-8娱乐互动类节目《动感秀场》的录制。
2009年，出演郑爽、张翰、俞灏明主演的青春励志偶像剧《一起来看流星雨》，在剧中饰演艾利斯顿商学院的安远老师。2010年8月9日，其出演的青春励志偶像剧《一起又看流星雨》在湖南卫视首播。
2011年，出演邓丽欣、谢君豪、田亮主演的青春励志电影《公主的诱惑》，在片中饰演酒吧服务生小宝；同年，出演王明台、王丽文执导的都市情感励志剧《就让咖啡有点甜》。
2012年，推出个人单曲《如果你不爱》；同年，出演陈思诚、田中千绘、倪虹洁主演的爱情喜剧电影《恶作剧之吻》，在片中饰演女主角海荣的前男友马达。
2013年，推出首张个人EP专辑《我们别再犯错》；随后，与林峰、张晓龙、张檬合作主演古装武侠剧《陆小凤与花满楼》，在剧中饰演天禽门掌门人霍天青，这是他首次在影视作品中尝试古装扮相；同年，出演杨幂、李易峰、郑爽、乔振宇主演的古装奇幻剧《古剑奇谭》，在剧中饰演天墉城弟子陵川；同年11月，参加四川卫视时尚娱乐节目《心动女人帮》的录制。
2014年，出演黄晓明、陈乔恩、乔任梁主演的民国爱情剧《锦绣缘华丽冒险》（原名《锦绣缘》），在剧中饰演男主角左震的好兄弟唐海；同年，与吕聿来、黄璐、冯丹滢合作主演爱情轻喜剧电影《简装男神》，在片中饰演阳光帅气且幽默风趣的花花公子唐谦；之后，出演林合隆执导的都市励志情感剧《深圳合租记》，在剧中饰演白晶晶的男朋友赵亮亮，与郑罗茜饰演一对情侣；同年8月，出演郭昊阳执导的剧情电影《留校》；此外，他还为微电影《马来亚的青春》演唱了主题曲《渐冻爱》。
2015年，与张檬合作主演古装玄幻武侠剧《欢乐大英雄》；同年，出演杨烁、曾泳醍主演的都市情感剧《美梦成真》，在剧中饰演叱咤律政界的大律师孟一畅，这是他首次在影视作品中尝试律师的角色；同年12月21日，其出演的都市情感励志《花火》在浙江卫视首播，而他在剧中则饰演了帅气多金、只喜与帅哥为伍并对女生不屑一顾的贵公子江海。
2016年，其出演的古装剧《武神赵子龙》在湖南卫视首播，而他在剧中则饰演了英挺帅气的山贼老莫；同年4月23日，其出演的都市情感剧《头号前妻》在安徽卫视、浙江卫视上星播出，而他在剧中则饰演了阳光帅气且用情专一的摄影师康堤；同年9月9日，其主演的惊悚悬疑电影《荒村凶间》上映，而他在片中则饰演了被困在孝子镇无法逃脱的男主角比毅；同年，与尹玲、芮伟航、赵威霖合作主演古装魔幻电影《画皮师》，在片中饰演为人温和、做事沉稳的男主角方祭。
2017年，与张檬、戴向宇合作主演抗战剧《怒放的青春》，在剧中饰演与何薇薇相爱的革命小分队义士邵志海；同年3月8日，其主演的都市玄幻喜剧《幻城凡世》在腾讯视频播出，而他在剧中则饰演了女主角洛洛的助理葛铭月。2017年担任爱奇艺大型户外真人秀《了不起的兽人族》飞行嘉宾。
2018年，中国演员代表蔡俊涛参与了在冬奥会举办地韩国的火炬传递活动。同年，蔡俊涛主演的网络大电影《画皮师》、网剧《蜜恋失心》登录爱奇艺。同时，蔡俊涛主演的《我家徒弟又挂了》也即将播出。同时，蔡俊涛、张南联袂主演的超级剧集《楚留香新传之美人图鉴》在横店开机，该剧由香港导演黄建勋执导。
心灵法医2019-11-18饰演黄伟伦导演龚朝晖主演聂远、宋轶
我家徒弟又挂了2018-11饰演萧逸导演黄建勋主演付枚、张博涵
怒放的青春2018-07饰演邵志海导演陶秋普主演张檬，戴向宇
头号前妻2016饰演康堤
幻城凡世2016饰演葛铭月
陆小凤与花满楼2015-01-10饰演霍天青(反一)导演潘文杰主演林峰,张檬,张晓龙,斓曦,郑则仕,刘雪华
古剑奇谭2014-07-02饰演陵川导演梁胜权、黄俊文主演杨幂、李易峰、乔振宇
深圳合租记2014饰演亮亮导演林合隆主演罗志祥
锦绣缘华丽冒险2014饰演唐海导演林合隆主演黄晓明、陈乔恩
美梦成真2014饰演孟一畅导演黄永刚主演杨烁，曾泳醍，杜淳，朱孝天，胡兵
就让咖啡有点甜2011导演王明台主演魏晨、陆翊
娱乐没有圈2010饰演文宇导演林清振主演韩雪
一起又看流星雨2010饰演安远导演丁仰国主演张翰、郑爽、朱梓骁
一起来看流星雨2009饰演安远导演沈怡主演张翰、俞灏明、朱梓骁
无法抗拒2005饰演郑川平秘书导演王小康主演邵兵
校园往事2004饰演惊涛
123度谋杀案2019饰演邹启之导演徐铭远主演王洋
画皮师22018-06饰演方祭导演嘉明主演朱赞锦
荒村凶间2016饰演男一比毅
画皮师2016饰演男一方祭
《魔法触恋》2015
导演韩承桓主演关晓彤
《简装男神》2014饰演唐谦导演付宇主演吕聿来
《恶作剧之吻》2014饰演马达导演金琛，藏溪川主演陈思诚
《猎物》2014饰演强子
《公主的诱惑》2013饰演小宝导演钟澍佳，肖黄英主演邓丽欣
123度谋杀案2019饰演邹启之导演徐铭远主演王洋
画皮师22018-06饰演方祭导演嘉明主演朱赞锦
荒村凶间2016饰演男一比毅
画皮师2016饰演男一方祭
《魔法触恋》2015导演韩承桓主演关晓彤
《简装男神》2014饰演唐谦导演付宇主演吕聿来
《恶作剧之吻》2014演马达导演金琛，藏溪川主演陈思诚
《猎物》2014饰演强子
《公主的诱惑》2013饰演小宝导演钟澍佳，肖黄英主演邓丽欣
2014年9月27日，蔡俊涛出席在北京举行的“关注弱势群体·璀璨关爱行”公益活动，并现场为活动集赞、呼吁更多人关注公益事业。
2018年，中国演员代表蔡俊涛参与了在冬奥会举办地韩国的火炬传递活动。
蔡俊涛有着古巨基般的娃娃笑脸，他在舞台上展示了其真诚的微笑和亲和力（《东南晚报》评）。
蔡俊涛有着稳重又不乏帅气的形象，他擅长悠长、深沉的慢歌演唱，而且在民歌演唱上也十分出众。在演绎流行和美声相结合、偶像和实力相交融的唱法方面尤为出众，而他演唱的《千里之外》则别具特色（新浪评）。
蔡俊涛在电视剧《陆小凤与花满楼》中，凭借其良好的外形条件，令他的古装扮相当俊美，也令观众眼前一亮，而他在演技上也得到了导演的肯定。蔡俊涛在电视剧《武神赵子龙》中，其容颜的精致程度丝毫不输同剧女演员，他也因此被称作为“男生女相”、“适合行走在古风世界里的男人”。此外，蔡俊涛戏路多变，擅长演绎不同类型的角色，他对角色的精彩演绎都受到了观众的肯定和喜爱（腾讯评）。
蔡俊涛从《加油！好男儿》的选手到歌手，再到全栖艺人，因其棱角鲜明的精致五官，修长的身形和儒雅公子的气质，使其具有超强的可塑性。随着年龄和阅历的增长，蔡俊涛身上成熟男人的味道也愈加浓厚，但他个人形象反倒呈现“逆生长”趋势，其俊俏的外观经常被误认成“90后”（网易评）
