2012年，蔡洁在墨尔本参加由澳洲TVB举办的全球华人新秀歌唱大赛，获得赛事的前十强。同年，蔡洁参加了墨尔本华裔小姐的选举，获得了冠军及最上镜小姐在内的七个奖项，成为历届墨尔本华裔小姐获奖最多的冠军。

2013年2月，蔡洁代表墨尔本回到中国香港参加国际中华小姐的竞选，获得了“最受传媒欢迎佳丽”奖，但在决赛时未入五强，而且在比赛结束后她放弃了TVB提供的艺人合约，选择返回墨尔本继续完成学位；5月，蔡洁被香港导演彭浩翔发掘，在家庭情感电影《香港仔》（内地译名《人间小团圆》）中饰演护士小美，而她也凭借该片获得了第三十四届香港电影金像奖最佳新演员的提名；同年，蔡洁签约太阳娱乐文化，正式出道。

2015年2月，与周润发、刘嘉玲等合作出演动作喜剧电影《澳门风云2》，她在片中饰演漂亮性感的杀手小绿；4月，与郭富城等合作出演悬疑电影《踏血寻梅》，她在片中饰演对货车司机丁子聪的性格有着重要影响的李慕容；12月，在爱情电影《分手再说我爱你》中饰演琪琪。

2016年3月，出演爱情电影《灯塔下的恋人》；4月，与刘心悠、周柏豪等合作主演喜剧爱情电影《我的老婆是明星》，她在剧中饰演常常刁难身边人的当红女星汪景茹；随后，与谭咏麟、陈小春等合作出演动作电影《江湖话事人》；9月，与古天乐、周渝民合作出演动作悬疑片《反贪风暴2》，她在片中饰演依靠美色出入上流社会的“炫富女”李丽；10月，与文咏珊、林家栋等合作出演悬疑犯罪电影《凶手还未睡》；10月26日，与古天乐、吴镇宇等合作主演的奇幻喜剧电影《脱皮爸爸》在东京首映，她在剧中饰演一位始终在丈夫背后默默付出的贤妻祝丽华 ；11月，与岑丽香、郑欣宜等合作出演动作片《辣警霸王花》，她在片中饰演警校女菜鸟Kit洁；同年，与张孝全、周冬雨等合作出演爱情片《指甲刀人魔》。

2017年3月，特别主演犯罪动作电影《杀破狼·贪狼》；6月，与吴镇宇、余男等领衔主演迷你剧《香港华尔街》，在剧中饰演善于交际，有着超强行动力的金融雇佣军莎。2019年，与苗侨伟、吴卓羲合作主演的警匪剧《飞虎之雷霆极战》播出，在剧中饰演性格好、能力又强的“技术宅”毛逸敏。