2000年,參演由潘瑋柏和言承旭主演的偶像劇《麻辣鮮師》,這是她的首部影視作品。2003年,主演電視劇《名揚四海》,飾演愿為愛犧牲的安琪。同年參演由劉若英和陳好主演的都市喜劇《粉紅女郎》。2004年出演醫務劇《男丁格爾》。2005年,客串出演由楊丞琳和賀軍翔主演的偶像劇《我的淘氣王子》。2006年主演愛情劇《愛情機器》,飾演醫院院花李愛英。同年主演電視劇《國光異校》。2009年3月27日,與張孝全聯合主演的歌舞愛情片《練·戀·舞》在臺灣上映,蔡淑臻飾演養老院的舞蹈老師吳如萍。同年12月6日,客串出演由范冰冰和周渝民主演的電視劇《金大班》在內地首播。2010年5月28日,客串出演劇情片《拍賣春天》。同年11月5日,出演的電視劇《犀利人妻》在臺灣首播,蔡淑臻飾演男主角的初戀何愛琳,憑借該劇獲得第46屆臺灣電視金鐘獎戲劇節目最佳女配角獎的提名。2011年7月8日,參演由陳小春和楊冪主演的驚悚片《孤島驚魂》在內地上映。同年8月21日,參演由柯佳嬿和邱澤主演的偶像劇《小資女孩向前沖》在臺灣首播。11月3日,參演的奇幻片《星空》上映,飾演男主角小杰的母親。2012年1月6日,客串出演的愛情片《殺手歐陽盆栽》上映。同年4月1日,參演由陳柏霖和童瑤主演的愛情片《臺北飄雪》在內地上映。7月13日,參演由陳妍希主演的愛情片《愛的面包魂》在內地上映。2015年4月10日,主演的犯罪電視劇《鑒識英雄》首播,蔡淑臻飾演國家級跆拳道黑帶,泰拳高手,充滿正義感的楊茜,憑借該劇獲得第50屆臺灣電視金鐘獎戲劇節目最佳女主角獎的提名。2016年9月23日,出演的愛情片《234說愛你》在內地上映。2017年12月18日,參演由胡宇崴和闞清子主演的愛情電視劇《那刻的怦然心動》在內地首播。2018年12月2日,主演的懸疑片《靈占》在臺灣上映。2019年6月,蔡淑臻與莊凱勛,夏于喬共同主演的犯罪劇《噬罪者》在公視播出,在劇中飾演唐娟,憑借該劇獲得第55屆臺灣電視金鐘獎戲劇節目女配角獎。同年8月,出演驚悚劇《驚悚劇場》。2021年10月30日,蔡淑臻主演的懸疑片《我是自愿讓他殺了我》在高雄電影節首映。2022年4月29日,主演的犯罪片《售命》在臺灣上映。5月7日,蔡淑臻與朱軒洋,湯志偉共同主演的醫療題材喜劇《村里來了個暴走女外科》在公視播出,在劇中飾演擁有出色的才華與固執的處世原則,努力改變鄉村小醫院狀況的女外科醫師劉梓旭。模特時期出席活動蔡淑臻性感寫真

影視類獲獎時間獎項名稱獲獎作品獲獎結果2020-9第55屆臺灣電視金鐘獎戲劇節目女配角獎噬罪者獲獎2011-8第46屆臺灣電視金鐘獎戲劇節目女配角獎犀利人妻提名