2013年，蔡秀彬凭借话剧《他和她的星期四》正式出道。2014年10曰30日，与
薛景求、
朴海日联合出演的剧情片《
我的独裁者》上映；11月30日，与
金瑟祺、
吴尚津、
徐伊安等合作主演的独幕剧《
怨女日记》播出，她在剧中饰演并非孝女而是自卑女的“沈清”。
2015年1月9日，谍战剧《
spy》首播，她在剧中饰演朝鲜派往韩国的女间谍“赵秀妍”；2月21日，与
李俊赫、
李相烨、
景收真等联袂主演的周末家庭剧《
青鸟之家》开播，她在剧中饰演阳光乐观的善良女孩“韩恩秀”，凭借该剧获得了
KBS演技大赏女子新人演技奖；10月5日，与
郑恩地、
李源根、
金志洙等共同主演的青春校园剧《
无理的前进》首播，她在剧中饰演为了考入名牌大学听话地按照妈妈规划的道路前进的优等生“权秀雅”。
2016年1月27日，与
李星民、
李熙俊、
李荷妮合作主演的科幻电影《
机器人，声音》上映，她在片中饰演男主人公海观的女儿“有珠”；8月22日，与
朴宝剑、
金裕贞联袂出演的古装剧《
云画的月光》播出，她在剧中饰演冷静高傲的丰壤赵氏掌上明珠“赵嘏妍”。
2017年1月30日，与
金相中、
尹均相、
金基石等联合主演的古装剧《
逆贼：窃取百姓的盗贼》开播，她在剧中饰演洪吉童的恋人“宋佳玲”，凭借该角色获得了MBC演技大赏月火剧部门优秀演技赏（女子）；8月4日，与
高庚杓领衔主演的青春励志剧《
最强送餐员》首播，她在剧中饰演对于赚钱以外的事都不感兴趣的美女炸酱面送餐员“李丹雅”；12月6日，与
俞承豪搭档主演的爱情喜剧《
不是机器人啊》播出，蔡秀彬分饰两角：充满热情的青年企业家“赵智雅”和人工智能安卓机器人“雅智3”。
2018年10月1日，与
李帝勋联袂主演的爱情剧《
狐狸新娘星》开播，她在剧中饰演毛手毛脚、经常犯错误的女孩“韩夏天”。
2019年1月16日，与
柳好贞、
朴成雄、
吴政世共同主演的喜剧电影《
你的名字是玫瑰》上映，她在片中饰演天生具有音乐天赋的“贤雅”；3月15日，主演的话剧《亨利爷爷和我》首演。
2020年3月23日，与
丁海寅、
李荷娜、
金成圭合作主演的爱情喜剧《
半之半》首播，她在剧中饰演毕业于计算机系的古典音乐录音师“韩瑞雨”。2021年6月4日，与
张基龙、
郑秀晶等联袂主演的爱情喜剧片《
酸酸甜甜》上线韩国网络。
2022年1月26日，与
姜河那、
韩孝周、
李光洙等联合出演的古装动作片《
海盗2：鬼怪的旗帜》上映；同样是在1月26日，蔡秀彬与
姜丹尼尔领衔主演的青春偶像剧《
你和我的警察课堂》播出；9月9日，作为主要嘉宾参加的旅行露营综艺《
青春MT》开播；12月23日，与崔珉豪、
李相云、
朴熙贞共同主演的爱情喜剧《
闪耀国度》在奈飞（Netflix）上线。2023年1月28日，话剧《莎士比亚人 in LOVE》在首尔首演，蔡秀彬在剧中饰演富商的女儿“维奥拉·德·雷塞普斯”。
蔡秀彬在话剧《亨利爷爷和我》中表现出色，她细腻地描绘了寻找梦想成长的青春面貌，展现了完美的角色消化能力。而在话剧《莎士比亚 in LOVE》中，蔡秀彬千变万化的表现力在舞台上更加耀眼，她把“维奥拉·德·雷塞普斯”从对文学的热爱到现实中悲切的离别，戏剧性地刻画了出来，展现了更加成熟的演技。特别是蔡秀彬与饰演莎士比亚的郑文成、李尚伊、金成哲分别产生了不同的化学反应，刺激了观众观看的欲望。（tenasia评）