蔡以忱，又名一尘，学名滨，１８９６年出生在湖北省黄陂县蔡家榨镇白家咀一个贫苦农民的家庭。他的父亲蔡宏户为人做帮工，母亲王氏一生务农。他有兄弟６人，排行老三。
少年时期的蔡以忱在蔡家榨镇蔡官田小学读过私塾，后转入黄陂县望鲁小学和长轩岭高级小学读书。他才智超群，能熟练背诵《三字经》、《百家姓》、《千字文》和《增广贤文》。他的毛笔字写得很好，每年春节都为乡亲们书写春联。春节期间，当地有玩龙灯、划彩船的习惯，他会编会唱，乡亲们喜欢看他划彩船、唱彩词，因为他唱的内容都是新词，喜闻乐见。他小时候很勤劳，肯做家务事，还乐于助人，常帮老人放牛，遇雨天帮他人抢收麦子。乡亲们称赞说：“以忱这伢，将来一定强宗胜祖，大有出息。”
蔡以忱步入青年时代，求学的同时亦从事革命活动。他于１９１５年考入湖北省立第一师范学校读书，寒窗五载，勤奋好学，成绩优异，且是一名极为活跃的爱国青年。１９１９年，五四运动爆发，影响全国，湖北积极响应，以恽代英为首的武汉学生界，立即掀起了要求释放北京被捕学生的斗争，举行声势浩大的游行示威。蔡以忱是湖北省学生联合会的代表之一，是这场爱国学生运动的中坚分子。
蔡以忱由一名守旧的知识分子转变为革命的知识分子，成长很快。２０年代初，蔡以忱先是协助刘文清、孟晋奇、蔡春芳等人主编《江汉评论》，这是一份维护守旧思想的周刊。在董必武、陈潭秋的教育下，蔡以忱的思想发生了根本的变化，很快转到陈潭秋主编的《武汉星期评论》，开始宣传马列主义，揭露和批判军阀的罪恶行径，提倡改造社会、改造教育、解放妇女。蔡以忱在回家探亲时，也大力宣传新思想，宣传革命道理，还宣传“剪发、放足”——男的应剪去长辫，女的不应裹足。由于蔡以忱思想进步很快，政治觉悟大为提高，１９２１年，董必武同志亲自介绍他加入中国共产党。
包惠僧在《回忆陈潭秋》一文中提到：“大革命中，蔡以忱在湖北教育界成为一名最活跃最有作用的人物。”１９２０年，蔡以忱在湖北省一师毕业后，留在省一师附小教书，１９２１年任武昌私立中华大学教员。中华大学创立于１９１２年，由参加过武昌起义的陈时校长艰苦开创，办学宗旨是为中国社会培养人才，振兴中华。蔡以忱利用教书作掩护，不知疲倦地做了大量的革命工作。当时，有两个活动据点：一是汉口谦和祥山货行；一是汉口统一街普一布店。革命同志常借谈生意的名义到据点聚会，研究革命工作。
１９２３年，二七惨案发生后，全国工人、农民、商人、学生、妇女都无比愤慨。在董必武、陈潭秋的领导下，蔡以忱、包惠僧、吴德峰等积极投入了声援工人的斗争。人们常见蔡以忱挑一担小菜，包惠僧头戴破草帽、赤足穿草鞋拉一辆人力车，吴德峰打扮成小贩，穿街走巷，四出宣传，发动群众。在他们的领导下，武汉举行了声势浩大的示威游行，抗议军阀头子吴佩孚血腥屠杀工人的暴行，支持京汉铁路工人的斗争。
是年夏季，中共湖北省委特派员蔡以忱回到黄陂三合店，帮助唐际盛建立党小组。唐际盛曾在武昌中华大学中学部读书，参加过五四运动，１９２２年加入共产党。唐际盛在黄陂三合店青云庵小学成立了乡村改进社（它是共产党的外围组织），学习进步书刊如《响导》、《中国青年》等。蔡以忱帮助唐际盛在该社成员中择其优者发展为共产党员，扩大党组织力量，开展活动，建立了黄陂县第一个党小组，乃是黄陂革命史上空前的大事。从此，黄陂人民在中国共产党的领导下，进行了英勇的卓有成效的革命斗争。
１９２５年，五卅反帝爱国运动标志了大革命风暴的开始，革命风潮，席卷全国。中国人民声势浩大的反帝爱国运动，使帝国主义感到恐惧，国民党右派和各系军阀相互勾结，纷纷镇压革命力量。当时，连教会学校中的进步学生因反帝爱国也被开除。在这种形势下，为了满足青少年的求学要求，同时也是为了更好地开展革命活动，蔡以忱与吴德峰、费侃如等积极创办了武昌崇实中学，培养教育革命青年。吴德峰任校长，蔡以忱任训育主任，费侃如任教务主任。教职员中，有共产党员，有进步的国民党员，还有其他进步人士。学校经费困难，由吴德峰等筹措办学经费，每月以５０元租得武昌黄土坡民房数间作为校址，学校教员，多是义务兼职，或仅拿交通费。开创时，学生很少，一个学期后激增到２００多人。学校分初中、高中两部，初中一个班，高中设师范、法律两科。
在当时轰轰烈烈的罢工、罢课、罢市的“三罢”革命大潮中，崇实中学的革命空气极为浓厚，在学生中发展了一批共产党员，成为革命运动的中坚。武汉地区的革命风潮，都无不受着崇实中学的影响，而每次革命活动，都是蔡以忱和吴德峰居中策划。１９２６年，由共产党员叶挺领导的独立团担任了北伐军的先锋队，高举《北伐宣言》的旗帜，挺进湖南，直逼武汉。为了迎接北伐军到达武汉，崇实中学派了一批学生南下做宣传工作，还英勇机智地到处张贴布告，使军阀惊恐万状。继任湖北省军务督办的北洋军阀陈嘉谟，为了镇压革命，到处逮捕学生，造成了白色恐怖。崇实中学在党的领导下，集合数十名学生，奋不顾身地跑到长街（现武昌解放路）警察分局，把一批被捕的学生抢救了出来。崇实中学还是革命宣传品的转发站，所有从广东转来的宣传品，都经过崇实中学发给各县农会，皆为蔡以忱亲手办理。蔡以忱受董必武指派，到黄梅县发动和组织农民援助北伐军。当北伐军进逼武汉时，从８月３１日至１０月１０日，军阀陈嘉谟负隅顽抗，据城死守，并搜捕革命党人。在围城４０天中，蔡以忱及其夫人吴金梅、长子蔡惠安，在粮食断绝并不得不经常搬家的艰险情况下，坚持斗争。他曾用丈余长的白布横书“武昌群众求生不得求死不能”，由城内丢出，汉口方面高举此布游行示威，鼓舞了革命斗志。在围城期间，吴金梅带着１０岁的长子帮助蔡以忱送信、做掩护工作。当时，军警多次搜捕他。有一次，他和另几个同志机警地越天窗脱险。当月，北伐军攻占了武汉。北伐战争胜利后，蔡以忱和吴德峰都担负了党和政府的领导工作，大多数教职员也走上了革命工作岗位。
此前，１９２５年７月，董必武、张国恩等主持成立国民党湖北省党部，董必武、张国恩为常委，钱介磐为委员兼宣传部长，吴德峰为委员兼青年部长，蔡以忱为委员兼农运部长，向忠发为委员兼工运部长。
同年底，在中国共产党的推动下，国民党中央在广州召开了第四次全会，决定在１９２６年１月召开国民党第二次全国代表大会。是时，董必武率领蔡以忱、钱介磐、袁溥之等人为湖北代表，出席了这次大会。大会结束后，代表团回到汉口，召开了活动分子会，传达会议精神。７月１３日和１５日，国民党湖北省党部召开第三次代表大会，蔡以忱任大会秘书处主任。会上当选的省党部执行委员有董必武、李汉俊、孔庚、钱介磐、吴德峰、蔡以忱等人。这次大会对湖北地区支援北伐工作作了全面部署和安排。大会决定湖北的政运方针是领导全省民众，反对复验红契，反对横征暴敛，以杜绝军阀搜刮民脂民膏。
１９２６年３月，武汉地区在武昌首义公园举行了纪念孙中山逝世一周年大会。蔡以忱在大会上控诉了军阀的罪行，宣传群众积极援助北伐军，努力完成国民革命。他很有演讲才能，听众很多，博得阵阵掌声，大家深受鼓舞。人们经常看到他在阅马场发表慷慨激昂的革命演说，对于动员群众、组织群众起到了很大的作用。董必武曾经评价说：“蔡以忱是好手，能写能说能做事。”
１９２６年１１月，继攻克武汉后，北伐军占领了南昌。这时，蒋介石在江西抢占了许多地盘，沿途收编军阀部队，扩充自己的势力，伺机扼杀革命。武汉作为继广州之后的全国革命中心地区，举足轻重。在这关键时刻，中共中央于１２月在汉口召开了特别会议，决定成立湖北区委兼汉口地委，蔡以忱主抓宣传工作。
随着北伐战争的胜利和工农运动的猛烈发展，革命与反革命的斗争也日益尖锐起来。为适应革命形势的要求，培训革命干部，董必武在武汉筹建了湖北省中小学教师党义研究所，董必武任所长。党义所于１９２７年１月开学，开设军事、政治两大课程。蔡以忱任教员，主讲当前国内革命形势、工农革命运动以及共产党的性质、纲领和奋斗目标。蔡以忱还曾在武昌农讲所、黄埔军校（湖北分校）讲授世界革命史。在此期间，蔡以忱还为湖北省第七小学（这是一所党组织创办的学校，校长蔡襄忱是他的二兄）创作了校歌歌词：
红日东升，革命青年，爱惜革命光阴。
日常学问，在革命旗帜下，以求有生。
求自由，求平等，要奋斗，要牺牲，
这是我们的“三字经”。
小学生，努力前进，
完成国民革命，走上世界革命的路程。
１９２７年２月２７日，湖北省发生了阳新惨案。当地大土豪劣绅朱仲炘纠结了反革命武装、流氓地痞，袭击了县党部、县农会，抓捕省农协特派员成子英等９人，用绳索捆绑，浇上煤油，活活烧死。惨案发生后，省党部先派王慧闻去阳新查办。接着，蔡以忱等遵照省党部决定，前往阳新彻底查办。他们在阳新县召开了有五六万农民参加的二二七死难烈士追悼大会，并将７名凶手当场枪决，有力地打击了反革命气焰，大长了革命人民的斗志。
３月，湖北省第一次农民代表大会在武昌召开，成立了省农协，蔡以忱为大会拟写了《告湖北农民书》。３月２４日下午，举行了第一次执委会，推定陆沉、陈荫林为正副委员长，下设组织、宣传、教育、自卫、建设、调查各部，蔡以忱任组织部长。遵照省农协指示，特派员蔡以忱于会后回到黄陂县，组织成立了黄陂县农会。会后，湖北农运迅猛发展，黄陂县、黄冈县农协成为全省最大的两个农民协会。
４月２７日至５月１１日，中国共产党在汉口举行了第五次全国代表大会，与会代表８０人，蔡以忱出席了大会，并被选为中央监察委员。同时被选为中央监察委员的有：王荷波、许白昊、杨匏安、张佐臣、刘峻山、周振声等人。
同年夏，白家咀的乡亲们奔走相告：“以忱回来了！”乡亲们拥进他的家中看望他。蔡以忱刚满周岁就送回乡下的次子蔡光海瞪着双眼，不敢认自己的爸爸。蔡以忱刚刚坐下来，一位戴着军帽和眼镜的青年赶到他的家中，递上一份电报，蔡以忱急忙阅读，接着匆匆告辞，说是要到很远的地方去，要过好几年才能回来。他安慰父母说：“等将来全国都有好日子时，我再回家看望老人，我将来一定会好好照顾爸爸妈妈的。”并嘱咐６岁的次子光海要听爷爷奶奶的话。投身革命以来，蔡以忱仅回家两次，这次是最后一次回家，乡亲们都依依不舍地目送他离开了家乡。
那时，毛泽东派罗章龙去长沙，并指示物色几位懂军事的同志同去。于是，蔡以忱随罗章龙去湖南。到长沙后，湖南省委决定蔡以忱担任安源市委书记。他积极发展革命力量，建立革命武装，并与赣西农民自卫军总指挥兼安福县农军负责人王兴亚取得联系，开展革命斗争。
８月７日，中共中央在汉口召开紧急会议，会议决定党在现时的任务是发动农民举行秋收起义。会议选出了由瞿秋白、李维汉、苏兆征、任弼时等同志组成的临时中央政治局。毛泽东在八七会议上作了重要发言。
八七会议后，毛泽东赶到安源，在张家湾召开了会议，传达中央八七会议精神和湖南省委的秋收暴动计划。王兴亚、蔡以忱等参加了张家湾会议。毛泽东宣布成立前敌委员会，将党所掌握的部队统一编为工农革命军第一军第一师，共约５０００余人，毛泽东为前委书记，卢德铭为总指挥，下辖３个团，分别在赣西修水、安源、铜鼓发动起义。第二团由安源的矿工武装和王兴亚的农民军组成，有２０００余人，王兴亚为团长，蔡以忱为政委。９月１０日是农历中秋节，第二团遵照毛泽东、卢德铭的统一部署，在安源起义，并于是日深夜挺进萍乡，１１日清晨进攻萍乡未遂，改攻老关，得手后，乘胜攻克了醴陵县城，１５日又攻克了浏阳县城。第二团在王兴亚、蔡以忱的领导下，成为秋收起义的一支中坚部队。
秋收暴动后，临时中央政治局派任弼时为全权代表赶赴长沙，改组湖南省委。９月２７日，任弼时主持召开了湖南临时省委常委会，调整了领导班子。会议根据任弼时的意见，书记仍为彭公达，军事部长李子骥，农民部长向俊奇，组织部长林蔚，工人部长李运钧（工人），宣传部长罗章龙，秘书长蔡以忱。次年，由于叛徒出卖，蔡以忱被国民党教导师捕获，旋即被杀害，牺牲时年仅３２岁。