1989年参加无线电视举办的超级模特大赛。
1991年，17岁的蔡少芬参加香港小姐竞选获得季军，后与香港电视广播有限公司签约而出道。
1993年因主演古装剧《魔刀侠情》而走红；
1994年出演古装电影《九品芝麻官之白面包青天》获得关注。
1995年出演周星驰的经典无厘头电影《大话西游之月光宝盒》。
1998年凭借《妙手仁心》荣获万千星辉颁奖典礼最佳女主角。
2002年主演历史剧《洛神》；
2004年因主演古装神话剧《水月洞天》系列和《神鬼八阵图》而走红中国内地；
2008年凭借《珠光宝气》入围第十五届上海白玉兰奖最佳女主角奖；
2011年因出演宫斗剧《甄嬛传》中皇后一角再度走红。
2008年，蔡少芬与内地演员张晋结婚，并于2011年和2013年生下两个女儿。
2014年3月25日，蔡少芬获得电视世界英艺奖。
2015年与配偶张晋参与录制《为她而战》节目。同年，参加湖南卫视综艺节目《偶像来了》；
同年11月6日参与大型综艺节目《全员加速中》担任嘉宾。
2016年3月25日，参加浙江卫视综艺《王牌对王牌》第九期 。7月，拍摄由林黎胜执导的都市时尚情感剧《海上嫁女记》，剧中饰演70后单身辣妈何念晴。
8月，出演犯罪动作电影《反贪风暴2》，演绎智慧干练的廉政公署探员王漫玲一角，该片将于9月15日上映。