蔡伟从事话剧艺术30年来,积累了丰富的表演经验,以其功力深厚,表演细腻而蜚声剧坛,主演了大量的话剧作品,曾成功地塑造了《琼斯皇》中的琼斯,《爱情的徒劳》中的彼眬,《甲申纪事》中的刘宗敏,《芝麻绿豆官》中的许正经,《苍天在上》中的田卫东,《生命》中的季风,《热线电话》中的大隆,《百舸争流》中的王万才,《世纪彩虹》中的石松生,《升官图》中的省长等诸多人物形象,并不断在影视剧中担任主要角色。主演过电影《田野都是青纱帐》《奇婚怪事》,电视剧《密探》《陈毅与阿英》《英雄孟良崮》《黑色雨》《水乡有情人》《生死斗》《悲喜四季》《天地娘心》《刘天华》《无花果》《初恋情人》《命运配方》《我心永远》《缘分》《暖冬》《爱从天而降》《平民大总统》《走向共和》《国家机密》《非常夫妻》等,另参演电影《孙中山》《英雄无语》,电视剧《派克式左轮》《恰同学少年》等多部影视剧,在话剧舞台和电视银幕中创造了一个个鲜明的人物形象,给观众留下深刻的印象。1996年和1999年两度获得中国话剧研究会颁发的“金狮表演奖”。2000年获第九届文华表演奖和江苏省第三届戏剧节优秀表演奖以及省政府嘉奖。2000年获江苏省表彰的50名优秀中青年艺术工作者荣誉称号。
蔡伟在编导方面亦表现了不凡的才华,编导了小剧场话剧《欲望X》《人在屋檐下》《热线电话》等,其中《热线电话》获江苏省首届戏剧节编剧奖及优秀导演奖,曹禺文学奖提名奖和第五届“文华奖”剧作奖。1995年导演电视剧《江南行》《汪洋中的绿洲》,1998年策划并导演大型综艺节目《非常周末》,2002年导演室内情景剧《娱人码头》,2007年导演电视剧《下一站,阳光》。曾任江苏省人民艺术剧院话剧院副院长,南京航空航天大学艺术学院副院长,教授,硕士生导师；现为南京艺术学院电影电视学院院长,党总支副书记,硕士生导师,中国戏剧家协会会员,中国话剧研究会会员,中国电视艺术家协会会员,江苏省戏剧家协会理事,江苏省朗诵协会常务副会长,江苏省舞台精品工程专家评审委员会委员,江苏省政协第九,十届委员会常委,中国人民解放军理工大学名誉文学教授,享受国务院政府特殊津贴。2006年被录入《江海星光》。
2022年12月23日,参演电视剧《破晓东方》播出。