蔡正国，1909年10月出生于江西省永新县文竹镇车田蔡家村，1929年9月加入中国共产主义青年团，先后任乡工会主席、少年先锋队队长等职。1932年4月参加红军。1933年转为中国共产党党员。
1933年12月，蔡正国进入于都公略步兵学校第一期学习，毕业后留校工作。1934年8月后，任中央人民武装总动员部补充第四团连长，第三军团教导营第一连党支部书记、第三连排长等职。
全国抗战爆发后，蔡正国任一一五师教导大队三队队长。在平型关战斗中，教导大队担任警戒任务，蔡正国率三队英勇阻击驰援的日军，胜利完成了作战任务。1937年10月后，任一一五师补充团参谋长、教导第二师第二团团长、教导第二旅参谋长、胶东军区教导第二团团长。
1945年9月后，蔡正国任山东野战军第六师副师长、东北民主联军第四纵队参谋长、第十一师师长。1947年4月，任第十师师长，1948年在塔山阻击战中，第十师是守卫部队，蔡正国亲临前线指挥，率全师抗击敌人，5天5夜不下战场，守住了阵地，拖住了援敌，切断了东北敌军南逃之路。
1948年11月，辽沈战役结束后，蔡正国率部随第四野战军主力入关，参加了平津战役中包围北平（今北京）的作战。北平和平解放后，率部随第四野战军主力南下。1949年7月，任中国人民解放军第四十军副军长。
1950年10月，蔡正国随第四十军参加抗美援朝战争。同年12月，任中国人民志愿军第五十军代军长，主持全军工作。他指挥部队英勇作战，取得了全歼英国皇家坦克营和痛歼英军第二十七旅的辉煌战绩，为我军以步兵攻击敌人坦克开创了先例，提供了经验。1953年4月12日，在龟城郡青龙里遭敌空袭牺牲，时年44岁。
为表彰蔡正国的国际主义精神和杰出功勋，朝鲜民主主义人民共和国政府颁发给他“独立自由二级勋章”和“国旗二级勋章”各一枚。蔡正国的遗骸迁葬于沈阳抗美援朝烈士陵园。志愿军代司令员兼代政委邓华将军为蔡正国墓碑撰写碑名和碑文，称赞他是“光荣的国际主义战士”。
蔡正国的英勇事迹被收入《永新人物传（第三卷）》中，永新县文物局局长尹兴华表示：“蔡正国烈士戎马一生，英勇牺牲，永远值得我们铭记与缅怀。”