曾祖蔡衍,隋晉王府東閣祭酒。祖父蔡元凱,唐清河郡漳南縣令。父蔡勖之,汝南郡吳房縣令。蔡希周兄弟九人,排行第四。與兄希逸、弟希寂皆能詩。他少年為太學生,後登進士第,調補
廣平郡肥鄉縣尉。歷官監察御史,轉侍御史兼殿中。尋除膳部員外郎,稍轉刑部員外郎。天寶五載刑部尚書
韋堅為
李林甫所構,蔡希周受牽連貶
鹹安郡司馬。次年因消渴病(糖尿病),卒於郡之官舍,享年六十。二子蔡頲、蔡頤。
殷璠匯次其詩人《
丹陽集》,評曰:“希周詞彩明媚,殊得風規”。《(
吟窗雜錄》卷二十六《
歷代吟譜》)《光緒丹陽縣誌》著錄《蔡希周詩》一卷,今佚。《
全唐詩》錄存其詩一首。