蔡锐霆出身于宜丰县望族。肄业于江西武备学堂。1901年，创办“我群社”。1904年，在南昌加入易知会。1907年，赴日本求学。翌年，加入中国同盟会。1909年，当选为江西“共进会”理事，并在南昌秘密设立中国同盟会江西支部。1910年，说服祖父母，变卖家产，将钱款寄给孙中山，以接济革命同志和用作起义经费。1911年武昌起义后，在家乡组建光复军，夺取宜丰政权，旋占领瑞州，宣布独立，任瑞州革命军司令、瑞州府都督，并传檄文赣西各县，次第反正。后率部直捣南昌，于10月30日攻克省会。任九江军政府参谋部长。1912年，任江西都督府高等顾问，指挥军务，并任江西水巡总监，兼节制湖口马当要塞。1913年，二次革命爆发后，与李烈钧等在江西通电讨袁，任江西讨袁军副总司令。失利后，仍率水师坚持在湖口抗袁。8月中旬，讨袁失败，与李烈钧等流亡日本。1914年，在日本东京协助孙中山组织中华革命党。同年10月，应陈其美之约，代李烈钧回国，联络旧部，准备组织暴动，兴兵讨袁。同年底，化装潜回上海。在上海与各地革命党人频繁联系，筹集经费，购买枪支弹药。后不慎在上海虹口被法国巡捕逮捕，不久即引渡给袁世凯政府。1915年1月，解送九江。1月18日，被秘密枪杀于九江公署花园。其长子蔡炳闾，继承父志，入云南讲武堂学习，参加了蔡锷、唐继尧、李烈钧等领导的护国讨袁起义。后赴广东，任营长，在战斗中英勇牺牲，年仅18岁。孙中山闻之，手书“一门义烈”，以表追念。1935年1月，国民政府在南昌为蔡锐霆举行国葬。