2013年，蔡思贝以旁听生的身份加入TVB第27期艺员训练班学习表演。11月，蔡思贝获监制潘嘉德赏识，出演由万绮雯、李思捷、梁烈唯联袂主演的TVB时装爱情喜剧《八卦神探》（原名《牛头爱搭马嘴》），在剧中饰演苏倩敏。

2014年，蔡思贝与黎耀祥、黄浩然、萧正楠共同出演由香港电视广播有限公司出品的时装商战剧《名门暗战》（前名《商战》），在剧中饰演得拳馆泰拳教练马小明，并与萧正楠演对手戏。6月，与李佳芯、陈嘉宝出席无线J2台节目《山系女行Yama Girl》录制。7月14日，蔡思贝与佘诗曼、黎耀祥、薛家燕、马国明等出席《TVB Amazing Summer》记者会，介绍暑假档期节目。同年7月16日，主演由香港电视广播有限公司拍摄制作的的青春偶像剧《冲线》，在剧中饰演个性率直充满正能量的阳光。7月21日，蔡思贝与林晓峰、崔建邦及刘碧丽等录制无线游戏节目《疯狂夏水礼》。10月，与黄德斌、唐诗咏、袁伟豪联袂主演TVB时装爱情交通剧《当铁马遇上战车》，在剧中饰演贝心柔。

2015年3月，蔡思贝进入电影圈发展，与张家辉、郭采洁、张继聪共同主演由香港银都机构有限公司出品张家辉执导的惊悚灵异恐怖电影《陀地驱魔人》，在剧中饰演八卦记者紫宁。4月，参与拍摄由方骏钊监制的时装电视剧《潮流教主》，剧中饰演《MODES》时尚杂志总编辑叶朗之徒弟张逸宁。7月，与吴启华、滕丽名、黎诺懿联合主演爱情剧《纯熟意外》，在剧中饰演殷然（Eunice）。11月，蔡思贝与洪永城、黄子恒、朱晨丽共同主演TVB古装喜剧《味想天开》，在剧中饰演胡人。

2016年6月，蔡思贝与马国明等主演TVB剧集《心理追凶》，饰演外表柔弱的社工。11月，蔡思贝与王浩信、谭凯琪等共同主演TVB时装剧《踩过界》，剧中将戴牙套扮丑。

2017年3月，蔡思贝与张卫健搭档主演香港TVB台庆剧《大帅哥》。7月，蔡思贝与王浩信、李佳芯、张振朗等合作主演由林志华监制都市探案题材情感剧《盲侠大律师》，在剧中饰演律师楼师爷赵正妹（癫姐），并凭该角色获得“最受欢迎女角色”。

2018年3月，蔡思贝与袁伟豪、惠英红、黄智贤等合作主演由企鹅影视与香港电视广播有限公司共同出品的警匪剧《铁探》。

2019年5月，蔡思贝与洪永城录制无线综艺节目《娱乐大家》。8月，蔡思贝与苗乔伟、林峰、马国明合作主演的TVB警匪剧《使徒行者3》。

2020年2月17日，参演的悬疑犯罪电视剧《法证先锋IV》播出。