蔡宁于1982年在北京师范学院（现名首都师范大学）获得数学学士学位，1984年在中国科学院系统科学研究所获得数学硕士学位，1988年在德国比勒菲尔德大学（the University of Bielefeld）获得数学博士学位。从1989年到2005年，他在比勒菲尔德大学、新加坡国立大学和香港中文大学等高校从事研究工作。从2006年到2016年他在西安电子科技大学任特聘教授。他于2016年4月全职加入上海科技大学信息科学与技术学院任全职教授。他2008 年和2009年曾担任IEEE信息论学会评奖委员会（IEEE IT Society Awards Committee）委员，并于2006年担任IEEE信息论学报（IEEE Trans. on Information Theory）和IEEE/ACM网络学报(IEEE/ACM Trans. on Networking)联合特刊“网络与信息论”（Special Issue“Networking and Information Theory”）的客座编辑（guest editor）. 他曾服务于多个信息论国际会议的各种组织委员会。他和李硕彦教授（S-Y. R. Li）和杨伟豪教授（R. W. Yeung）共同因论文“线性网络编码（Linear network coding）”获得2015年度IEEE信息论学会论文奖（the 2005 IEEE Information Theory Society Paper Award）；他们还因为“在网络编码领域中的先驱性贡献（pioneering contributions to the field of network coding）”一起获得2016年度的IEEE Eric. E. Sumner奖（the 2016 IEEE Eric. E. Sumner Award）。他与合作者因论文“R, Ahlswede, N. Cai, S.-Y. R. Li and R. W. Yeung, Network information Flow”获得了2018 ACM SIGMOBILE Test-of-Time Paper Award奖。他被评选为IEEE 信息论学会的Distinguished Lecturer。他是IEEE的fellow。他是亚太人工智能学会（AAIA）的Fellow。他当前的研究兴趣包括了网络编码及经典和量子信息论。