蔡偉從事話劇藝術30年來,積累了豐富的表演經驗,以其功力深厚,表演細膩而蜚聲劇壇,主演了大量的話劇作品,曾成功地塑造了《瓊斯皇》中的瓊斯,《愛情的徒勞》中的彼眬,《甲申紀事》中的劉宗敏,《芝麻綠豆官》中的許正經,《蒼天在上》中的田衛東,《生命》中的季風,《熱線電話》中的大隆,《百舸爭流》中的王萬才,《世紀彩虹》中的石松生,《升官圖》中的省長等諸多人物形象,并不斷在影視劇中擔任主要角色。主演過電影《田野都是青紗帳》《奇婚怪事》,電視劇《密探》《陳毅與阿英》《英雄孟良崮》《黑色雨》《水鄉有情人》《生死斗》《悲喜四季》《天地娘心》《劉天華》《無花果》《初戀情人》《命運配方》《我心永遠》《緣分》《暖冬》《愛從天而降》《平民大總統》《走向共和》《國家機密》《非常夫妻》等,另參演電影《孫中山》《英雄無語》,電視劇《派克式左輪》《恰同學少年》等多部影視劇,在話劇舞臺和電視銀幕中創造了一個個鮮明的人物形象,給觀眾留下深刻的印象。1996年和1999年兩度獲得中國話劇研究會頒發的“金獅表演獎”。2000年獲第九屆文華表演獎和江蘇省第三屆戲劇節優秀表演獎以及省政府嘉獎。2000年獲江蘇省表彰的50名優秀中青年藝術工作者榮譽稱號。

蔡偉在編導方面亦表現了不凡的才華,編導了小劇場話劇《欲望X》《人在屋檐下》《熱線電話》等,其中《熱線電話》獲江蘇省首屆戲劇節編劇獎及優秀導演獎,曹禺文學獎提名獎和第五屆“文華獎”劇作獎。1995年導演電視劇《江南行》《汪洋中的綠洲》,1998年策劃并導演大型綜藝節目《非常周末》,2002年導演室內情景劇《娛人碼頭》,2007年導演電視劇《下一站,陽光》。曾任江蘇省人民藝術劇院話劇院副院長,南京航空航天大學藝術學院副院長,教授,碩士生導師；現為南京藝術學院電影電視學院院長,黨總支副書記,碩士生導師,中國戲劇家協會會員,中國話劇研究會會員,中國電視藝術家協會會員,江蘇省戲劇家協會理事,江蘇省朗誦協會常務副會長,江蘇省舞臺精品工程專家評審委員會委員,江蘇省政協第九,十屆委員會常委,中國人民解放軍理工大學名譽文學教授,享受國務院政府特殊津貼。2006年被錄入《江海星光》。

2022年12月23日,參演電視劇《破曉東方》播出。