一九九五年,她通过参加玉洁脸庞选拔大会并荣获优胜奖,以此为契机以广告模特的身份正式踏入演艺圈。同年,她在影视作品中饰演了名为韩宥珠的角色。一九九六年,她参演了情景喜剧《三男三女》,由此开启了作为演员的职业道路。一九九九年,她发行了个人首张音乐专辑《无情》,这张专辑内容丰富,收录了包括同名主打歌《无情》的原版、New Wave改编版、Techno混音版以及纯伴奏在内的共计十三首曲目,凭借这张优秀的专辑,她成功赢得了第十届汉城音乐奖的最佳新人奖项。进入二零零零年,她的第二张专辑《Letter》问世,专辑中收录了同名主打歌《Letter》、《Shadow》、《书信》等十二首风格各异的歌曲。二零零一年,她参演了KBS电视台制作的生活伦理剧《双面歌姬》,在剧中一人分饰两角,一个是原本风靡万千歌迷、却因不幸车祸毁容而需进行整容的流行歌手美娜,另一个则是为了家庭生计终日奔波劳碌的普通女孩水莲,展现了出色的演技跨度。同年,她还出演了MBC电视剧《跳动的人生》,饰演了摄影师姜熙野这一角色。同年十月,她的第三张个人专辑《Goddess,HerFate》也正式发布。二零零三年,她出演了KBS言情剧《青青草》,饰演中介师成顺好,该剧在播出期间取得了极高的收视率,成为韩国同期的收视冠军。同年,她还参演了一部日韩合作拍摄的黑帮题材电影《奔向你》。二零零四年,她在电影《远路》中饰演了片中小女儿的角色。同年,她还出演了一部历史题材剧集《海神》,成功塑造了薛采玲这一人物形象。二零零七年,她加盟MBC电视剧《咖啡王子1号店》,在剧中饰演电影音乐导演李善均的女友韩宥珠,该剧改编自作家李善美的同名浪漫小说。二零零八年,她出演了根据韩国漫画家江草同名漫画改编的纯爱喜剧电影《纯情漫画》。二零零九年,她在电视剧《热血商人》中饰演了汽车销售员金在熙。同年,她还参演了SBS水木剧《该隐与亚伯》,这部剧以医院为背景,主要讲述了一对同为外科医生的兄弟之间发生的种种故事。二零一零年,她出演了MBC月火剧《逆转女王》,饰演白茹真一角,并亲自为该剧献唱了原声歌曲《死了才能活吗》,凭借在此剧中的出色表现,她在年底荣获了MBC演技大赏的PD奖。二零一三年四月,她出演了MBC水木剧《当男人恋爱时》,在剧中饰演黑社会老大的情人白成珠,这部剧也是她与演员宋承宪时隔十年之后的再次合作。同年,她还出演了KBS月火剧《总理和我》,饰演国务总理室宣传室室长徐慧珠;同年十月,她又参演了KBS电视剧《你的Noir》,饰演了男主角曾经暗恋过的高中老师一角。二零一三年,蔡贞安正式加入了宋承宪所属的Better Ent公司。二零一四年,她出演了MBC水木剧《改过迁善》,饰演因家族利益而与男主角订婚的财阀总裁外孙女柳贞善,该剧获得了第172届月度PD奖的肯定。同年,由她参演的电影《把爸爸借给你》在韩国上映,这部影片改编自同名小说。二零一五年,她参演了电影《两个恋爱》,该片于二零一五年下半年播出。同年,她还出演了SBS水木剧《龙八夷》。二零一六年,她确认出演SBS水木剧《戏子》,在剧中饰演海洋娱乐理事汝民珠,这是她继《龙八夷》之后时隔六个月重返电视荧屏的作品。同年九月,她确定出演电视剧《Man To Man》。二零一七年二月,她开始担任综艺节目《我的家诞生了》的主持人,这是一档旨在为申请人重建房屋的公益类综艺节目。二零二零年九月,她与孔刘、尹恩惠、李善均、金东旭、金财昱等演员共同主演了MBC青春纪录片《咖啡王子1号店》。二零二一年六月十六日,她参演的电视剧《月刊家》正式播出。二零二二年,她再度参演了电视剧《猪猡之王》。二零二三年四月十七日,她参演的最新电视剧《特工家族》也与观众见面。
二零一四年十月二十三日,一个秋意渐浓的日子,众多关注女性健康的社会人士、医疗工作者以及志愿者们共同汇聚一堂,积极参与了第九届“Love Your W”乳腺癌防治公益活动的现场。这项活动旨在通过广泛的宣传与教育,提升公众对于乳腺癌早期筛查与预防的认知,鼓励女性定期进行健康检查,并传递科学防治的理念,为促进女性健康贡献了一份温暖而坚实的力量。
在电视剧《逆转女王》中,蔡贞安所饰演的白汝珍一角,以其甜美可爱的外在形象示人,内里却刻画了一个冷静甚至有些无情的反面女性角色,同时她将角色擅长撒娇与操纵人心的特质演绎得淋漓尽致。一直以来,公众视野中的蔡贞安多以娇小玲珑、气质清纯的形象深入人心,而通过此次剧集的表演,她成功突破了既往的框架,淋漓尽致地展现了其鲜为人知的幽默感与卓越的喜剧表演才华。在剧中,蔡贞安散发出一种浑然天成、难以遮掩的个人魅力,她拥有一头飘逸的长发,身形高挑纤细,举止间充满了优雅的女性韵味,这些特质共同构成了极具吸引力的银幕存在。尤其令人印象深刻的是这样一个场景:她手执一杯咖啡,眼神若有所思地望向远方,整个画面静谧而富有深意,仿佛一幅精心构图的电视广告,洋溢着唯美而动人的艺术气息。蔡贞安凭借其细腻的演技和对角色的深刻理解,为观众带来了一个立体而难忘的人物形象。