蔡齐，字子思，北宋莱州胶水县人。生于宋太宗端拱元年（988年）。真宗大中祥符八年（1015年）考中状元。宋真宗读了蔡齐的试卷，就称赞他为“宰相器”；到面试时，见他“仪状俊伟、举止端重”，当即定为第一，并下诏派七名金吾卫士为之清道，“传呼以宠之”。后世状元及第者例受这种荣耀待遇，就是从蔡齐开始的。
蔡齐登第后，先任将作监丞，继任兖州和潍州通判。在潍州任上，他果断地清理了一起已经拖延十余年、株连成百人的“刻伪税印”的积案，使十余人得免死罪，大批无辜者得释。天禧二年（1018年）被召还京，任集贤院著作郎。
1023年，年幼的宋仁宗即位，刘太后垂帘听政。蔡齐历升右司谏、礼部员外郎兼侍御史、给事中、起居舍人知制诰、翰林学士、侍读学士等职。他刚正廉明，不避权贵。任御史时，曾弹劾刘太后的亲信外戚佞臣钱惟演。任翰林学士时，刘太后派太监罗崇勋主持营建景德寺，并命蔡齐写一篇记事颂德的文章。罗崇勋派人告诉蔡齐：“快把文章写好，可望升任参知政事（副宰相）。”蔡齐却故意迟迟不写。罗崇勋向刘太后进了谗言，蔡齐被免了翰林官职，出知密州（今山东诸城）。
当时密州一带连年荒旱。蔡齐到任，奏请朝廷免除了百姓积年所欠税粮，并请准开放“盐禁”，以此全活了无数饥民。再后，调任应天知府，入京升右谏议大夫、御史中丞（主管中央监察大权的长官）。
明道二年（1033年），刘太后病死，遗命由她的亲信杨太妃继续“听政”。百官已准备进宫朝贺，蔡齐却下令不准御史台的官员们前往。他自己去找宰相们力争，说“皇帝已经成年，岂可再让女主当政！”由于他的带头反对，终于避免了太后“垂帘”的重演。
宋仁宗亲政后，蔡齐升任枢密副使（中央主管军事的副长官）。这时发生了交趾八百余人前来归降的事件，执政者大都认为“蛮夷之人”不可接纳。蔡齐却主张把他们收下，可以安置在荆湖一带开垦闲田，并指出：“如若拒绝，他们既无返回之路，势必聚而为盗，造成后患。”可是他的主张未被采用。不久，这帮走投无路的“蛮夷”，果然在西南边疆的宣桂一带制造了许多麻烦。蔡齐对此并不埋怨他人，而是深以当初未能说服同僚而自责。
景祐二年（1035年），蔡齐升任礼部侍郎参知政事，成为朝廷重臣。这时黄河溃决北流，朝议多主张堵塞决口，恢复旧道。蔡齐则认为旧河道以北地势低洼，倘顺水势疏导之，既可久免再溃之患，又能把贝州、博州（今冀南、豫北一带）等广大地区改在黄河以南，这于国于民都十分有利。他的主张被采纳了，果然收到了预期的效益。
“契丹祭天于幽州，以兵屯境上”，边境传来紧急警报。朝廷震惊，宰相们在宋仁宗面前聚议，多数主张发兵备边，以备不测。蔡齐却冷静而全面地分析了北宋与契丹两国当时的实际情况，做出了“契丹必不叛盟”的结论，并提出了切实可行的应变三策，对各种可能发生的情况都做了充分的准备和应付的办法。事实证实了蔡齐的判断和主张是完全正确的。
景祐四年（1037年）夏，蔡齐因与权臣意见不和，辞去宰相职务，以户部侍郎归班。旋又出知颖州（今河南省汝阴县）。宝元二年（1039年）四月四日病逝于颖州，享年五十一岁。赠兵部尚书，谥“文忠”。
欧阳修为蔡齐写了传记，范仲淹为他写了墓表，元修《宋史》为他立了大传，宋人笔记中也留下了他的的不少传闻轶事，对他的立身行事均表赞扬。欧阳修称颂他“在大位，临事不回，无所牵畏，而恭谨谦退，未尝自伐，缙绅倚以为重。”范仲淹赞美他“浩然示至公于内外，以进贤为乐，以天下为忧。见佞色则疾，闻善言必谢。”欧文和《元史》还都说他“生平喜荐士”，他所荐拔的杨偕、郭劝、庞籍、段少连等都成了北宋的名臣。史称蔡齐“精学博文”，平生所著诗文甚多，可异以后都散佚了。现仅存《小孤山》七律一首，有“月生西海初三夜，潮到东吴第一关”之句。可略见其文彩。
蔡齐是平度历史上唯一的状元，也是北宋一位立朝守正、元见卓识的名臣。他的墓地在今平度城西北十里处，民国二十四年（1935年）曾重修过，遗址尚存。