蔡程昱出生于安徽省宿州市，高中就读于宿城一中 。他学美声的契机“实属巧合”，本来读的是文化课高中，在高二就没有音乐课了，但就是在最后一节音乐课上，音乐老师让大家推荐一个人起来唱歌，他被同学推上去唱了一首《好汉歌》，结果老师就问他要不要学音乐，就这样蔡程昱开始学起美声，接着走向专业学院 。2015年，蔡程昱以全国第四的成绩进入上海音乐学院，第一学期期中和期末成绩都是全班第一，他每天都会花2-3个小时练习唱歌 。2020年10月22日，以笔试分数67分，面试分数94分的成绩，成为上海音乐学院2021年推荐免试硕士研究生 。

2019年1月20日，与廖昌永、梅溪湖36子共同演唱的歌曲《不说再见》正式上线 ；1月29日，参加湖南卫视小年夜春节联欢晚会，与仝卓、高天鹤、廖佳琳等共同演唱歌曲《八百里洞庭美如画》 ；2月5日，参加湖南卫视“全球华侨华人春节大联欢”晚会，与阿云嘎等演唱了歌曲《我们的四十年》、《我爱你中国》 ；随后，与阿云嘎、郑云龙、鞠红川组成“声入人心男团”，作为专家团推选的踢馆歌手参加湖南卫视音乐竞技节目《歌手2019》 ，最终取得了总决赛季军的成绩 ；2月19日，参加中央广播电视总台元宵晚会，与王晰、周深、鞠红川等共同演唱歌曲《月光》 ；3月28日，出席“请回答，歌手”线下音乐展 ；4月，开始参加《声入人心》音乐会巡演 ；4月24日，参加湖南卫视“筑梦航天”中国航天日文艺晚会，与鞠红川、高天鹤等合唱了歌曲《祖国不会忘记》 ；4月30日，与路滨琪合唱的新华社纪念“五四”一百周年原创歌曲《征程》发布 ；5月2日，参加湖南卫视“新青年 耀青春”纪念五四运动100周年文艺晚会 ；5月3日，参加“成都音乐盛典·成都ART音乐节” ；5月31日，随声入人心男团推出儿歌《葫芦娃》，收录于合辑《艺术行动 儿歌新唱》中 ；6月11日，推出首支个人单曲《那就这样吧》 ；6月20日，与高天鹤、鞠红川共同演绎的芒果音乐节主题曲《Favorite》上线 ；7月1日，推出与路滨琪共同演唱的歌曲《初心》，该歌曲是为庆祝中国共产党成立98周年而创作的 ；8月7日，参加CCTV-3七夕特别节目《天下有情人》，与阿云嘎、鞠红川合唱歌曲《大船》 ；12月4日，宣布加入环球音乐集团旗下的Decca音乐厂牌，与仝卓、鞠红川、高天鹤组成声入人心男团Super Vocal 。

2020年1月24日，在2020年中央广播电视总台春节联欢晚会上与杨洪基、霍勇等演唱歌曲《黄河颂》 ；3月，随声入人心男团Super Vocal以奇袭歌手身份加盟湖南卫视音乐节目《歌手·当打之年》 ；3月27日，随声入人心男团Super Vocal发布正式成团的首张作品先导单曲《你的色彩》 ；7月，参演上海歌剧院歌剧《唐璜》音乐会版 ，饰演奥塔维奥 。10月30日发布首支个人作品先导单曲《自己的明天》。

2021年2月12日，参加湖南卫视综艺节目《“四海同春”2021全球华侨华人春节大联欢晚会》 ，与鞠红川、肖杰、贾凡、曾鑫、高杨、胡洋合唱歌曲《奋斗之歌》 及龚爽、鞠红川共同表演《四海同春》。 2月26日，参加《2021湖南卫视元宵喜乐会》与霍尊、杨迪、胡夏共同演唱歌曲《犇犇犇犇》 ；同日，参加《2021年中央广播电视总台元宵晚会》，与廖昌永、阿云嘎演唱歌曲《百年》 ；5月3日，蔡程昱参与的《我将青春献给你》——《理想照耀中国》《百炼成钢》开播特别节目在湖南卫视播出 ；7月1日，参加的庆祝中国共产党成立100周年文艺演出《伟大征程》播出，与王传越、阮余群、毋攀、王莉、宋元明合作演唱歌曲《今夜无眠》 ；7月，参与《夏日少年派》。

2019年10月，入选2019福布斯中国30岁以下精英榜。

蔡程昱实力强劲，被称作为“高音怪物” 。“金色高音”是蔡程昱的“杀手锏”，音色华丽又不失细腻情感的处理，令人印象深刻 。他的音色特别美 ，在《声入人心》节目中，试唱歌曲《多么快乐的一天》时，蔡程昱漂亮地完成了9个高音C ，给大众留下了深刻的印象；而在演绎三重唱作品《友谊地久天长》时，他的高音会“让”了，处理得非常好 。在《歌手2019》节目中，蔡程昱与鞠红川、阿云嘎演唱歌曲《她》时，三人的默契和声，不断推进歌曲情感层次 。有着高颜值和高音值的他，在两组时尚写真中，时而绅士忧郁、时而青春活力，表现出完全两种不同的时尚态度 （上游新闻、华声娱乐、陈小朵、《沈阳晚报》、环球网、廖昌永、新华网评）。