蔡景歷字茂世，濟陽考城人。其祖父蔡點，為梁尚書左民侍郎。父親蔡大同，輕車岳陽王記室參軍，掌管京師行選。
景歷年少時英姿俊爽，特別孝敬父母。他家貧好學，善於寫文章，長於寫草隸。景歷初任諸王府佐，出任海陽縣令，治政賢能。侯景之亂時，梁簡文帝被侯景幽禁，蔡景歷與南康嗣王蕭會理商量，想挾帶簡文帝出逃，事情被發覺後被捉，後因得到賊黨王偉的保護，才得以免禍。以後寓居京口。侯景之亂平，高祖鎮守朱方，素聞其名，便寫信請他。景歷給使者答信，一氣呵成，不曾有塗改。曰：
承蒙寄來書信，屈意垂愛引進，伏案反覆閱讀，深感欣慰。我以為世上廣求名馬，必求能一日行千里者，時人喜愛奇珍異寶，必求能光照車輛前後之寶物。既然奏起《雲》、《鹹》之舞樂，《巴渝》舞樂就廢止了，既然有杞梓般可以造就的優秀人才，何必冀望我這種樗櫪般的庸才。
仰惟明將軍使君侯節下，才能卓越秀異傑出，超凡脫俗英秀出眾，命逢時世艱辛，志在匡正時亂，振拔衡岳，撫平五嶺，塗蕩贛源，澄清九派，有十萬甲士，數千輕弩，盟誓勤王之師，集結勇夫之力，未經一個時辰的戰役，就翦除了凶逆之人，兵不血刃就澄清妖氛邪霧。盡避漢代誅滅呂祿、呂產，朝廷上下實際上仰賴的只是絳侯周勃，晉朝討伐祖約、蘇峻，內外全靠的是刺史陶侃，依事論功，他們哪裡算得上是君侯一流的人物？加以與齊國分庭抗禮，使者車乘得以順利通行北方，出兵征伐徐方，歌舞之聲遍佈東道，能使邊境偃旗息鼓，行旅之人可以露宿於外，在路巷中不拾他人的遺失之物，市場上沒有不同的價格，真是功德無量，教化廣遠，曠古無雙，想必不是我膚淺之人所能說的。所以天下之人，嚮往您的風範，仰慕您的大義，接踵而至誠心歸附者，絡繹不絕。其中有出身帝室的英賢之才，名門望族的在野之人，有齊國、楚國的優異人才，荊地、吳地的聰穎少年。武夫往往是富有威猛之氣，雄心勃勃彷彿要籠蓋天下，在陸上力拔山嶽，在水中斬斷蛟龍，六鈞之弩，左右開弓，萬人莫敵之劍，可當作短兵器交戰，像文鴦那樣善於攻壘，像黃蓋那樣火燒敵軍戰艦，百戰百勝，勝似群聚的貔貅一樣勇猛善戰。文人往往是通曉古今博學多識，才能卓越氣宇非凡，金雕玉琢文采渙然，洋洋灑灑絢麗無比，揚子雲的文采不能與之匹敵，元瑜的文章也不比之更高妙，一封書信寄到就讓聊城不攻自破，魯仲連憑三寸不爛之舌遊說使秦軍退回。又有三河善辯之客，須臾之間就更定了哀樂，像陳平那樣六出奇計，瞬息之間就判斷出謀反之人。像子賤那樣治理天下百姓，讓老百姓都獲得好收成，像子路那樣判案，三言兩語便道出其中內情。像毛遂那樣直言自薦，能宣揚主人之威德，像藺相如那樣奉命出使，做到不辱使命。懷抱忠義，感恩戴德以至於以身相殉，至誠所至能使黃金自斷，精氣所凝使白虹貫日，海內雄傑，全為君所籠絡。明將軍禮賢下士，同甘共苦，加官晉爵讓他們得到榮顯，建築館舍讓他們安居，陳書輕錢財重義氣，卑躬屈節厚待士子，真是盛德無比啊！
又曾聽說，戰國將相，全都推薦引進賢士與他們作賓客之遊，漢晉仕宦，都是廣泛接納幕僚好友，人才濟濟，所以能成就公卿之貴顯。只是考量其才能，因才施用，各施所長，各盡其宜，受委任就要有所成就，誰能不盡心盡力。至於托大之人，只不過是狂妄無知而已。寒窗苦讀，終究還是比有專長之人稍遜一籌，長時間為刀筆吏，終竟未能特異出眾。出身於寒門微族，不曾名聲遠揚，職位低下家產微薄，怎能想望遠大前程？自從劫亂發生，國遠艱難，我跟顯貴子弟一樣，陷溺於賊寇之手，身處危險之境，如履薄冰。現下王室中興，多亂興邦，我得以保存微芥之性命，實在是幸運之至，正該珍惜現在美好的日子，好比得到重生的喜悅一般。然而皇上未能返都，京師之地荒蕪，宮牆四壁已是戰後余灰，漫漫長夏顆粒無收，奔走於故人之間，暫且以借貸度日，身臨如此樂土，樂而忘返。我欽服您的高尚德義，權且投靠門下，明將軍對我另眼相待，諸位朋友言詞中也有褒美之意，像我這種微賤之人蒙您不棄，賜信挽留，將要以雞鶩之身置於鴛鴻成群的池沼之中，將要以瓦礫之才分沾琉璃之身價。從前張儀屈身遊說秦國，忽然間就被重用了，虞卿躡睞簷笠遊說趙孝成王，也被留用了，我今日雖是寄居在外，與他們不能相提並論，我已是人到中年，哪裡還堪重任。只是細小之纖蘿，憑借高大喬松以出人頭地，以我這樣微小之蚊蚋，依托驂駕之尾而得以四處奔馳。我自不量力，願效犬馬之勞，且為您身邊的小卒，權且濫竽充數，這已使我平添榮耀身價倍增，已是夠幸運了。大海不滿足自己的深度，高山不謙讓自己的高度，斗膽說出我心裡的話，請將軍展讀。
高祖得信，大為歎賞。旋即又賜信酬答，當日以板授任征北府中記室參軍，不久總領記室。
衡陽獻王陳昌當時治吳興郡，昌年紀尚小，吳興為高祖之故里，父老鄉親親戚朋友，尊卑高下有序，高祖擔心昌年紀輕，接人待物悖禮，便派景歷輔佐昌。承聖年間，授官通直散騎侍郎，還掌府記室。高祖打算征討王僧辯，只同侯安都等數人謀劃，景歷不知道。待部分準備完畢，高祖詔令景歷草擬聲討檄文，景歷一揮而就，文辭情真意切甚為感人，當事者都很滿意。僧辯被殺，高祖輔佐朝政，任景歷為從事中郎，掌記室職務不變。紹泰元年(555)，升任給事黃門侍郎，兼掌相府記室。高祖受禪稱帝，蔡景歷升任秘書監，中書通事舍人，掌管詔誥。永定二年(558)，蔡景歷因妻弟劉淹騙取周寶安饋贈的馬匹一事受牽連，被御史中丞沈炯彈劾，降為中書侍郎，中書通事舍人職務不變。
永定三年(559)，高祖崩，當時外敵壓境，世祖鎮守南皖，朝內無重臣，宣後召見景歷、江大權和杜稜商定，密不發喪，速召世祖回京，景歷親自與宦官宮女一起，密制殮服。當時天氣酷熱，必須制梓棺，又擔心斧鑿之聲被人聽見，便以蠟制棺材。文書詔誥，依舊頒行。世祖即位，景歷再任秘書監，舍人職務不變。因景歷擁立世祖有功，封為新封縣子，食邑四百戶。多次遷任散騎常侍，世祖誅殺侯安都，蔡景歷促成此事。天嘉三年(562)，因殺侯安都有功升任太子左衛率，晉子爵為侯爵，增加食邑一百戶，常侍、舍人職務不變。六年，景歷妻兄劉洽倚仗他的權勢，多次奸詐，並接受歐陽武威賄賂的一百匹絹，蔡景歷因受牽連免官。
廢帝即位，起用蔡景歷任鎮東鄱陽王諮議參軍，兼太舟卿。華皎謀反，以景歷為武勝將軍、吳明徹軍司。華皎之亂平，吳明徹在軍中擅自戮殺安成內史楊文通，又受降人馬兵器數目不清，景歷又因不能扶正，被收治罪，過了很久，他才獲得寬恕，起用為鎮東鄱陽王諮議參軍。
高宗即位，升任宣惠豫章王長史、兼會稽太守，代理東揚州府事務。服官任滿後，升任戎昭將軍、宣毅長沙王長史、尋陽太守，代理江州府事務，因病推辭，便沒成行。入京任通直散騎常侍、中書通事舍人，掌管詔誥，接著恢復封爵食邑。升任太子左衛率，常侍、舍人職稱不變。
太建五年(573)，都督吳明徹北伐，所向披靡，與北周將領梁士彥戰於呂梁，大破之，斬殺俘獲人數以萬計，正想進攻彭城。那時高宗一心一意收復黃河以南的土地，認為進攻彭城可行，蔡景歷勸諫高宗，說士氣低落將帥驕慢，不宜過急圖求遠征之略。高宗不喜歡他瓦解眾心，大怒，因他是朝廷舊臣，未深究罪責，詔令他出京任宣遠將軍、豫章內史。還未成行，蔡景歷被急報的奏章彈劾，稱他在朝廷期間，受賄貪污行為不檢，高宗詔令主管部門審理，蔡景歷只承認一部分。於是御史中丞宗元饒上奏說：「臣知道做官者所作所為，以侍奉上司忠心耿耿為準則，要求自己廉潔奉公，如果違背此道，治罪不赦。慎查宣遠將軍、豫章內史新豐縣開國侯蔡景歷，因得皇上恩寵，參與興奉王業，王朝基業初創時，他多參與權謀。天嘉之時，他貪污受賄行為不檢，聖上施恩起用他，他許諾改過自新，便封土賜邑，加官晉爵，沒過多久又重犯。蔡景歷不能陳書改過自勉，以回報大家，仍然獨斷專行貪污受賄，影響很大，犯一次已夠嚴重，怎麼能一犯再犯呢？應該按刑律處理，以昭明國法。臣等商議，按現存的事實免除蔡景歷所有的官職，下詔鴻臚削除爵位和封土。謹承奉彈劾簡相告。」詔曰：「照辦。」於是蔡景歷遷居會稽，吳明徹敗北，皇上想起景歷以前的勸諫之言，當日詔命返京，起用他為征南鄱陽王諮議參軍。數日後，升任員外散騎常侍，兼御史中丞，恢復原封爵，兼任度支尚書。按舊禮授官在午後，景歷拜官之日，恰逢皇上親臨玄武觀，在位文武百官一律陪宴，皇上擔心景歷不能參加，特詔令上午拜官，可見景歷多麼受器重。
同年，蔡景歷病死於任上，時年六十歲。追贈為太常卿，謚號敬。十三年，遷葬，又追贈為中領軍。禎明元年，配祀高祖廟庭。二年，皇上親臨其故宅，又追贈景歷為侍中、中撫將軍，謚號忠敬，賜給鼓吹一部，並在墓地立碑。
景歷寫文章，不喜歡堆砌華麗的文辭，而擅長於敘述事物，他才思敏捷，為當時的人們稱道，撰有文集三十卷。