2009年，客串了韦正执导的爱情喜剧《爱情公寓第一季》。

2010年4月，与朱杰共同主演了以中国人民海军建军初期发展历程为题材的《海魂》，诠释了军统女间谍“唐颖”一角9月，在张娜拉、高昊主演的古装轻喜剧《刁蛮俏御医》中饰“赵湘凝”；随后，在蓝盈莹、张若昀参演的战争剧《雳剑》中饰演女一号，一个刚毅坚强的女军官“蒋冬梅”。

2011年2月，搭档王洛勇，在黄克敏执导的谍战剧《绝杀》中饰女特工“方晴”；5月，参演了胡意涓与黄军联合执导的民国初期家族情感大戏《锁梦楼》，首次尝试反派角色，塑造了一个既可怜又可恨的悲情人物“绿香”  ，谱写了一段虐心的民国豪门心机上位史。

2012年1月，参加了谍战戏《血刃》的演出，并与于震、何琳合作此剧。

2013年1月，和于小伟搭档，出演了民国悬疑剧《大米市》，饰演漂亮可爱的千金小姐“万青梅” ；4月，加盟了由高云翔主演的清装后宫剧《多情江山》，饰演温柔贤良的“淑妃” 9月，加盟了由陈宝国主演的“无敌”系列第六部《信者无敌》的拍摄饰演“冬儿，一个被迫沦落风尘后又参加抗日的歌女，也是剧中陈宝国最小的一房姨太太。

2014年1月，在李立群、李佳主演的都市情感剧《空巢姥爷》中一反时尚都市的形象饰演了一个好高骛远，好吃懒做的乡下妹子“李元媛”，是以悲剧收场的喜剧人物；3月，主演了海上救援题材作品《碧海雄心》，在剧中饰演袁泉的闺蜜“陈瑛” 7月，在于正执导的中国第一部集爱情、悬疑、魔幻为一体的古装探险戏《美人制造》中在剧中饰演痴情女“喜儿”。

2015年1月拍摄了都市喜剧《淑女涩男》，饰演女主角“安敏”，将外冷内热的霸道女总裁演绎的逗趣十足；4月，加盟《最后的战士》饰演“阿丽卡”，一个敢爱敢恨英勇善战的苗族部落公主，为了更好呈现从小在丛林长大、善骑射打斗的不一样的公主形象，蔡蝶更是主动请缨，将肤色画黑；9月，蔡蝶代表《淑女涩男》剧组出席安徽中秋晚会并演唱歌曲10月，录制安徽卫视大型生活类益智节目《最佳选择》担任多期嘉宾主持 ；参演穿越电影《降龙传说》，饰演“荷花仙子”。

2016年4月，参与电影《校花与野出租》，饰演女一号“饶青”，一个背负生活重压，抑郁封闭的悲剧人物；5月，参与喜剧电影《机器男友》，饰演女一号“辛思娅”，一个遇上超级机器男神的逗比女屌丝。

2017年6月，拍摄民国传奇武侠喜剧《最后的武林》；9月，拍摄战争青春爱情电视剧《青春祭》，演员蔡蝶在剧中饰演 “艾珍”。

2018年主演电视剧《初婚》，饰演“上官乐”。