蔡楚生，廣東潮陽人。1906年1月12日（清光緒三十一年十二月十八日）出生于上海，後随家人返至原籍，就讀于私塾，并從事田間勞動。
蔡楚生十二歲時到汕頭一小商店當學徒，雖十分勞累，仍勤奮好學。1925年五卅運動中，他參加了汕頭店員工會，擔任工會的宣傳和戲劇演出等工作，并學習寫文章和繪畫。
蔡楚生由于從事工會活動，受到迫害，1927年潛往上海。經友人介紹，在幾家影片公司擔任臨時演員和劇務、宣傳等工作。1929年，他進入上海明星影片公司，在鄭正秋手下當了副導演，兼任置景。他協助鄭正秋攝制《戰地小同胞》（1929年）、《碎琴樓》（1930年）、《桃花湖》、《紅淚影》（1931年）等影片，在工作中逐漸顯露了藝術才能，得到鄭正秋的重視和賞識，并為電影界所注目。
蔡于1931年離開明星影片公司，加人聯華影片公司制片第二廠，正式擔任編導。從1932年起，相繼拍攝了他編導的《南國之春》和《粉紅色的夢》。當拍攝《粉紅色的夢》時，“一二八”戰争爆發，深重的民族危難激發他轉入拍攝抗日新聞片。為了配合當時高漲的抗日民主運動，他和聯華影片公司導演史東山、王次龍、孫瑜等協作，迅速完成了反映“一二八”抗戰的《共赴國難》，同時還以“九一八”、“一二八”事件為背景，編寫了《血濺紅顔》，後來國民黨審查機關以“内容激烈”為借口，禁止拍攝。
《粉紅色的夢》在上海放映後，左翼電影評論界曾給以熱誠、中肯的微評和幫助。後來成為蔡楚生最好戰友的聶耳，也曾希望他很快走上一條正确的大道、不要再做藝術家的迷夢。經過批評幫助，特别是在中國共産黨上海地下組織上司的電影小組的積極影響下，他很快提高了認識，後來，他在一篇題為《會客室中》的文章裡，分析批判了自己認識到《南國之春》和《粉紅色的夢》是“兩部盲目的創作”，并誠摯地表示了自己今後的努力方向，即“最低限度要做到反映下層社會的痛苦”。從此，蔡的電影創作由脫離現實轉向反映現實。
1933年2月9日，“中國電影文化協會"在上海成立，蔡楚生當選為執行委員。該會發表宣言，号召電影界“親切地組織起來”，“認清過去的錯誤"，“探讨未來的光明”，開展“電影文化的向前運動”，建設“新的銀色世界"。蔡楚生于同年創作了《都會的早晨》，受到電影界和觀衆的好評，被上海《良友畫報》譽為聯華偉大作品之一。這是他轉變創作思想後熱情歌頌勞動人民的第一部重要作品，也是他走上左翼電影運動行列的開始。
1934年春末，蔡楚生不顧國民黨對進步電影的迫害，完成了又一年進步整片《漁光曲》，它以觀實的題材，動人的情節，通俗的手法和精的批巧，高得了廣大觀衆的贊責。6月14日在上海金城大戲院首映獲得了榮譽獎。這是我國獲得國際榮譽的第一部影片。
繼《漁光曲》，蔡楚生在1935年又成功的導演了《新女性》，該片引起廣大青年學生的強烈共鳴。
1936年蔡編寫了反映舊社會流浪兒童苦難生活的《迷途的羔羊》，1937年上半年又完成了控訴舊社會、揭露漢奸罪 惡的《王老五》，在創作《迷途的羔羊》之初，他曾在一些兒童故事和描寫流浪兒的書籍方面下功夫，但發覺收效不大，不如設法去接近一些流浪兒童活的書本。在實地接觸流浪兒童中,蔡楚生發覺他們具有那些“上流”社會兒童所沒有的聰明熱情、理智和勇敢，進而更加強了他“為這些無告的人們而呼籲的決心”。後來在創作《王老五》劇本時，他也曾到海打浦橋一帶污水河邊的棚戶區，進行深入的體驗、觀察和了解。這使他進一步深刻認識到，隻有現實的社會生活，才是藝術創作的唯一源泉，隻有反映現實社會生活的作品，才能充分發揮藝術的作用。
為了團結電影界的愛國力量，加強抗日民族解放運動。蔡楚生和歐陽子倩等，于1936年1月27日發起成立上海電影界救國會。他們發表宣言，号召全國電影界聯合組成救國的統一陣線，參加民族解放運動。
同年7月11日，蔡參加了上海文藝、電影、戲劇工作者百餘人聯名發表的《争取演劇自由宣言》，抗議租界當局無理禁止和破壞我國電影、戲劇界愛國活動的蠻橫行徑。1937年7月28日，上海市文化界救亡協會成立，蔡當選為協會理事。
1937年8月，蔡楚生和夏衍等根據舞台劇《保衛盧溝橋》和自編的電影劇本《為自由而戰》，綜合編成為《華北的黎明》。後因戰局影響，未能攝制成影片。
1937年11月上海淪陷以後,蔡楚生離滬南下,轉移香港。當時港澳一帶粵語影片盛行，蔡和司徒慧敏等人，制作了抗戰粵語片《血濺寶山城》，接着又合作為啟明影片公司拍攝了粵語片《遊擊進行曲》。後一部影片于1938年攝制完成後，竟被港英當局無理勒令禁映，直到1941年6月，經過删剪并易名為《正氣歌》，才和觀衆見面。當時重慶中國電影制片廠在香港建立了大地影片公司，蔡便參加該公司，于1939年9月完成了《孤島天堂》。這部影片描寫上海租界地區成為“孤島”後，一群愛國青年與漢奸特務作生死鬥争的不屈精神。在重慶、香港和南洋一帶放映時，受到普遍贊揚。
1939年底，大地影片公司被國民黨政府解散。次年6月，留港進步電影工作者又組成了新生影片公司，蔡楚生參加了“新生”的工作，編導了反映當時香港勞工群衆拒運軍火原料資敵鬥争的《前程萬裡》，于1941年在港公陝。為反映在日軍鐵蹄下南海漁民的凄慘生活，他寫出了南海漁民與敵人作生死鬥争的腳本《南海風雲》，準備在香港拍攝。後因香港淪陷，沒有拍成。此後，蔡楚生由香港到了桂林，國民黨文化部門曾派人拉攏他，要他去重慶，他拒絕了國民黨人的“邀請”。1944 年春夏之交，日軍南侵，衡陽、桂林告急蔡又由桂林轉移柳州。後來柳州告急，撤往貴州獨山。又幾經波折,末後到貴陽住下來。抗日戰争勝利後，蔡楚生回到上海和鄭君裡合作，開始創作《一江春本向東流》，于1947年10月完成了此片的編導和攝制。《一江春水向東流》分《八年離亂》和《天亮前後》上下兩集，是整楚生的代表作。影片以豐富的内容和精深的藝術造說，赢得了國内外廣“大觀衆的歡迎，轟動整個中國影後，被譽為“标志着國産影片的前進的道路，1948年1月11日上海(正言報)發表的統計數字，該片自1947年10月至1948年1月連映三個多月，場場滿滿座，總計觀衆達712874人次，打破了他30年代編導的《淮光曲)連映84天的紀錄。
蔡楚生在完成《江春水向東流》後，又創作劇本《西湖春曉》，後來由于國民黨反動派的白色恐怖，他與其他電影劇作者一起，于1948年底再次轉移香港，這部劇本創作也擱置了起來。
1949年5月北平解放後，蔡出席全國文學藝術工作者第一次代表表大會和中國人民政治協商會議。此後，蔡楚生滿腔熱情地投身于建設新中國的電影事業。他曾先後擔任了中央電影局藝術委員會主任電影局副局長、全國文聯副主席、中國電影工作者聯誼會和中國電影協公主席等職務，曾當選為第一、二、三屆全國人民代表大會的代表。1958年，蔡楚生加入了中國共産黨。195年底，蔡楚生到建立的廣州珠江電影制片廠整理改編《南海風雲》原稿，并與王為一、陳殘雲合作，完成了改編劇本和上集的攝制任務，定名《南海潮》。影片通過一個漁民家庭的遭遇，概括了從大革命時代起，經過抗日戰争、解放戰争直到社會主義建設年代的廣東沿海漁民的鬥争經曆。
1968年7 月15日蔡楚生在北京去世。