生于江苏扬州，卒于北京。1938年毕业于上海交通大学工学院电机工程系。1938～1944年，就业于国民政府交通部第一区（湘、黔、粤、桂）长途电话工务处，先后任技术员、工程师。1945年，在美国康奈尔大学进修。中华人民共和国成立后，历任南开大学、天津大学、北京邮电学院教授。组建北京邮电学院有线系并历任有线系主任（1955～1966）、副院长（1979～1984）。曾任国务院学位委员会第一届学科评议组成员，电子学与通信学科首批博士生导师，中国电子学会常务理事，《电子学报》编委会主任委员。荣获1978年全国科学大会先进工作者称号。

蔡长年是开展中国信息论高等教育、科学研究和学会活动的先行者。重视信息论高等教育，1956年，在国内首次开设了《信息论》大学课程；1962年，与汪润生合著了中国第一部《信息论》著作。重视信息论在通信中的应用研究，1964～1965年，参加国家科研项目“6401”工程，主持研制了中国第一代600/1200比特/秒的数据传输设备，培养了中国第一代数据传输研究骨干力量。20世纪70年代中期，与他人合作研制了中国第一套4800比特/秒回波调制数据传输设备。1978年，与同事合著了中国第一部高等教育教材《数据传输原理》。在语声信源理论、语声信号处理与识别等研究领域也做出了重要贡献。重视信息论的学会活动，1962年发起并组建了中国电子学会信息论专业委员会，并担任主任委员。1988年，领导并组织举办了中国首次信息论国际学术研讨会。