蔡楚生，广东潮阳人。1906年1月12日（清光绪三十一年十二月十八日）出生于上海，后随家人返至原籍，就读于私塾，并从事田间劳动。
蔡楚生十二岁时到汕头一小商店当学徒，虽十分劳累，仍勤奋好学。1925年五卅运动中，他参加了汕头店员工会，担任工会的宣传和戏剧演出等工作，并学习写文章和绘画。
蔡楚生由于从事工会活动，受到迫害，1927年潜往上海。经友人介绍，在几家影片公司担任临时演员和剧务、宣传等工作。1929年，他进入上海明星影片公司，在郑正秋手下当了副导演，兼任置景。他协助郑正秋摄制《战地小同胞》（1929年）、《碎琴楼》（1930年）、《桃花湖》、《红泪影》（1931年）等影片，在工作中逐渐显露了艺术才能，得到郑正秋的重视和赏识，并为电影界所注目。
蔡于1931年离开明星影片公司，加人联华影片公司制片第二厂，正式担任编导。从1932年起，相继拍摄了他编导的《南国之春》和《粉红色的梦》。当拍摄《粉红色的梦》时，“一二八”战争爆发，深重的民族危难激发他转入拍摄抗日新闻片。为了配合当时高涨的抗日民主运动，他和联华影片公司导演史东山、王次龙、孙瑜等协作，迅速完成了反映“一二八”抗战的《共赴国难》，同时还以“九一八”、“一二八”事件为背景，编写了《血溅红颜》，后来国民党审查机关以“内容激烈”为借口，禁止拍摄。
《粉红色的梦》在上海放映后，左翼电影评论界曾给以热诚、中肯的微评和帮助。后来成为蔡楚生最好战友的聂耳，也曾希望他很快走上一条正确的大道、不要再做艺术家的迷梦。经过批评帮助，特别是在中国共产党上海地下组织领导的电影小组的积极影响下，他很快提高了认识，后来，他在一篇题为《会客室中》的文章里，分析批判了自己认识到《南国之春》和《粉红色的梦》是“两部盲目的创作”，并诚挚地表示了自己今后的努力方向，即“最低限度要做到反映下层社会的痛苦”。从此，蔡的电影创作由脱离现实转向反映现实。
1933年2月9日，“中国电影文化协会"在上海成立，蔡楚生当选为执行委员。该会发表宣言，号召电影界“亲切地组织起来”，“认清过去的错误"，“探讨未来的光明”，开展“电影文化的向前运动”，建设“新的银色世界"。蔡楚生于同年创作了《都会的早晨》，受到电影界和观众的好评，被上海《良友画报》誉为联华伟大作品之一。这是他转变创作思想后热情歌颂劳动人民的第一部重要作品，也是他走上左翼电影运动行列的开始。
1934年春末，蔡楚生不顾国民党对进步电影的迫害，完成了又一年进步整片《渔光曲》，它以观实的题材，动人的情节，通俗的手法和精的批巧，高得了广大观众的赞责。6月14日在上海金城大戏院首映获得了荣誉奖。这是我国获得国际荣誉的第一部影片。
继《渔光曲》，蔡楚生在1935年又成功的导演了《新女性》，该片引起广大青年学生的强烈共鸣。
1936年蔡编写了反映旧社会流浪儿童苦难生活的《迷途的羔羊》，1937年上半年又完成了控诉旧社会、揭露汉奸罪 恶的《王老五》，在创作《迷途的羔羊》之初，他曾在一些儿童故事和描写流浪儿的书籍方面下功夫，但发觉收效不大，不如设法去接近一些流浪儿童活的书本。在实地接触流浪儿童中,蔡楚生发觉他们具有那些“上流”社会儿童所没有的聪明热情、理智和勇敢，从而更加强了他“为这些无告的人们而呼吁的决心”。后来在创作《王老五》剧本时，他也曾到海打浦桥一带污水河边的棚户区，进行深入的体验、观察和了解。这使他进一步深刻认识到，只有现实的社会生活，才是艺术创作的唯一源泉，只有反映现实社会生活的作品，才能充分发挥艺术的作用。
为了团结电影界的爱国力量，加强抗日民族解放运动。蔡楚生和欧阳子倩等，于1936年1月27日发起成立上海电影界救国会。他们发表宣言，号召全国电影界联合组成救国的统一阵线，参加民族解放运动。
同年7月11日，蔡参加了上海文艺、电影、戏剧工作者百余人联名发表的《争取演剧自由宣言》，抗议租界当局无理禁止和破坏我国电影、戏剧界爱国活动的蛮横行径。1937年7月28日，上海市文化界救亡协会成立，蔡当选为协会理事。
1937年8月，蔡楚生和夏衍等根据舞台剧《保卫卢沟桥》和自编的电影剧本《为自由而战》，综合编成为《华北的黎明》。后因战局影响，未能摄制成影片。
1937年11月上海沦陷以后,蔡楚生离沪南下,转移香港。当时港澳一带粤语影片盛行，蔡和司徒慧敏等人，制作了抗战粤语片《血溅宝山城》，接着又合作为启明影片公司拍摄了粤语片《游击进行曲》。后一部影片于1938年摄制完成后，竟被港英当局无理勒令禁映，直到1941年6月，经过删剪并易名为《正气歌》，才和观众见面。当时重庆中国电影制片厂在香港建立了大地影片公司，蔡便参加该公司，于1939年9月完成了《孤岛天堂》。这部影片描写上海租界地区成为“孤岛”后，一群爱国青年与汉奸特务作生死斗争的不屈精神。在重庆、香港和南洋一带放映时，受到普遍赞扬。
1939年底，大地影片公司被国民党政府解散。次年6月，留港进步电影工作者又组成了新生影片公司，蔡楚生参加了“新生”的工作，编导了反映当时香港工人群众拒运军火原料资敌斗争的《前程万里》，于1941年在港公陕。为反映在日军铁蹄下南海渔民的凄惨生活，他写出了南海渔民与敌人作生死斗争的脚本《南海风云》，准备在香港拍摄。后因香港沦陷，没有拍成。此后，蔡楚生由香港到了桂林，国民党文化部门曾派人拉拢他，要他去重庆，他拒绝了国民党人的“邀请”。1944 年春夏之交，日军南侵，衡阳、桂林告急蔡又由桂林转移柳州。后来柳州告急，撤往贵州独山。又几经波折,末后到贵阳住下来。抗日战争胜利后，蔡楚生回到上海和郑君里合作，开始创作《一江春本向东流》，于1947年10月完成了此片的编导和摄制。《一江春水向东流》分《八年离乱》和《天亮前后》上下两集，是整楚生的代表作。影片以丰富的内容和精深的艺术造说，赢得了国内外广“大观众的欢迎，轰动整个中国影后，被誉为“标志着国产影片的前进的道路，1948年1月11日上海(正言报)发表的统计数字，该片自1947年10月至1948年1月连映三个多月，场场满满座，总计观众达712874人次，打破了他30年代编导的《淮光曲)连映84天的纪录。
蔡楚生在完成《江春水向东流》后，又创作剧本《西湖春晓》，后来由于国民党反动派的白色恐怖，他与其他电影剧作者一起，于1948年底再次转移香港，这部剧本创作也搁置了起来。
1949年5月北平解放后，蔡出席全国文学艺术工作者第一次代表表大会和中国人民政治协商会议。此后，蔡楚生满腔热情地投身于建设新中国的电影事业。他曾先后担任了中央电影局艺术委员会主任电影局副局长、全国文联副主席、中国电影工作者联谊会和中国电影协公主席等职务，曾当选为第一、二、三届全国人民代表大会的代表。1958年，蔡楚生加入了中国共产党。195年底，蔡楚生到新建的广州珠江电影制片厂整理改编《南海风云》原稿，并与王为一、陈残云合作，完成了改编剧本和上集的摄制任务，定名《南海潮》。影片通过一个渔民家庭的遭遇，概括了从大革命时代起，经过抗日战争、解放战争直到社会主义建设年代的广东沿海渔民的斗争经历。
1968年7 月15日蔡楚生在北京去世。