2009年，客串了韦正执导的爱情喜剧《爱情公寓第一季》，这也是他首部影视作品。

2010年4月，与朱杰共同主演了中国人民海军建军初期发展历程为题材的《海魂》，诠释了军统女间谍唐颖一角；9月，在张娜拉、高昊主演的古装轻喜剧《刁蛮俏御医》中饰赵湘凝；随后，在蓝盈莹、张若昀战争剧《雳剑》中饰蒋冬梅。

2011年2月，搭档王洛勇，在黄克敏执导的谍战剧《绝杀》中饰女特工方晴；5月，参演了胡意涓与黄军联合执导的民初家族情感戏《锁梦楼》。

2012年1月，参加了谍战戏《血刃》的演出，并与于震、何琳合作此剧。

2013年1月，和于小伟搭档，出演了民国悬疑剧《大米市》，饰演漂亮可爱的千金小姐万青梅；4月，加盟了由高云翔主演的清装后宫剧《多情江山》；9月，加盟了由陈宝国主演的“无敌”系列第六部《信者无敌》的拍摄。

2014年1月，在李立群、李佳主演的都市情感剧《空巢姥爷》中饰李元媛；3月，主演了救助打捞题材作品《碧海雄心》，在剧中饰演袁泉的助手“陈瑛”；7月，在于正执导的中国第一部集爱情、悬疑、魔幻为一体的古装探险戏《美人制造》中在剧中饰演痴情女喜儿。

2015年4月，蔡蝶加盟《最后的战士》饰演阿丽卡。