明万历十六年（1588）举人,次年考中进士,最初官居刑部主事.当时神宗久不问国事,蔡献臣初为官,便上疏请皇上为国家计,议定太子,奏疏言辞恳切.蔡献臣处理公务颇平允,刑部尚书王元美称他为"周世之才",蔡献臣由此脱颖而出,以后历任兵部职方司主事、礼部主客郎中及仪制司郎中.
任仪制司郎中时,凡与仪礼有关的事件,蔡献臣极力维护旧典.一次朝廷讨论事情,蔡献臣公开与礼部尚书展开辩论,对方被驳倒,为此心怀嫉恨.后来,蔡献臣又曾在皇帝面前与人争辩,依照旧典,言辞激切,势不饶人.殿前诸多官员替他担心,献臣本人却神色自若.神宗赞赏他的耿直,将他派出京城,以参政头衔分巡常镇,再升迁为湖广按察使.
此后有人为礼部尚书鸣不平,弹劾蔡献臣.献臣为此被削职,遣返原籍.从此他闭门读书.东山李春开请他修撰本县地方志.该书修成后,风格上颇有《春秋》的谨严.57
不久,蔡献臣被朝廷起用,升任浙江巡海道,以后为浙江提学.
在识察与举拔贤能上,他颇有伯乐风范.状元朱之蕃就是他所取之士，浙江学子为此立生祠纪念蔡献臣.
天启年间,福建巡抚邹维琏以蔡献臣学问纯正上奏朝廷.明高宗因之赐其家乡名"琼林",并召献臣进京为南光禄寺少卿.但以后因遭宦官陷害,蔡献臣又被削职还乡.回乡后,百姓凡有困难,蔡献臣均及时诉诸官府,以求得解决.他视之为己任,乐此不疲.家乡的海丰庄田上有道朱堤,屡修屡坍,贻患无穷.献臣集资在堤旁加修了一道堤岸,长达6600余米.海丰田从此安然无事,连年保收,百姓受益不浅.他们立碑为蔡献臣歌功颂德,并请名士何乔远作碑文以示纪念.
蔡献臣师承杨贞,通晓性命之学,重视伦理实践,著有《四书合单讲义》一书（它先阐释四书,再用大义贯而通之,将自己对四书的领会渗透在古解之中故名）,另有《清白堂稿》等.他79岁上告别人世,朝廷赐祭葬,并赠予"少司寇"之衔.
