2002年,蔡赟由单打转向双打,技术相互弥补的蔡赟和傅海峰组成一队。12月的中国公开赛,他们一举杀入男双四强,引起各方关注。
2003年3月的苏迪曼杯混合团体赛,蔡赟以男双替补身份出战,半决赛临时与张尉搭档,战胜陈甲亮/西吉特,改写了中国男双逢陈甲亮/西吉特不胜的纪录。随后的世锦赛上蔡赟/傅海峰一鸣惊人,杀入四强。马来西亚公开赛,他们击败了世锦赛男双冠军丹麦的帕斯卡/拉斯姆森闯入决赛,最后获得亚军。
2004年3月,他们在瑞士公开赛决赛中2-0战胜对手,夺得了配对后的首个公开赛冠军。5月,蔡赟/傅海峰出战汤姆斯杯,帮助中国队时隔12年再捧汤姆斯杯。雅典奥运会男双比赛中,蔡赟/傅海峰1-2不敌丹麦组合埃里克森/伦加德,无缘四强。
2005年3月,蔡赟/傅海峰夺得了2005年全英羽毛球公开赛冠军,结束了中国男双14年无缘全英赛冠军的历史。8月的世锦赛上,蔡赟/傅海峰1-2不敌马来西亚组合陈重名/古健杰无缘八强。
2006年5月7日,蔡赟/付海峰在先失一局的不利情况下2-1击败世界排名第一的埃里克森/伦加德,帮助中国队夺得苏迪曼杯。9月24日,蔡赟/傅海峰2-0横扫克拉克/布莱尔,17年来首次为中国拿下世锦赛金牌。多哈亚运会中,蔡赟/付海峰意外以0-2不敌马来西亚的古健杰/陈文宏,止步八强。
2007年,风云组合先后夺得了新加坡超级赛、印尼超级赛、中国大师赛、法国超级赛四个超级赛赛事的男双冠军。8月17日,蔡赟/付海峰以1-2不敌马来西亚组合李万华/钟腾福,无缘四强。
2008年,风云组合一路过关斩将进入北京奥运会男双决赛,蔡赟/傅海峰苦战三局,以21-12、11-21、16-21,总比分1-2不敌对手亨德拉·塞蒂亚万/马尔基斯·基多,屈居亚军,无缘金牌。10月,为了培养新人,蔡赟和小将徐晨组成了新搭档。11月2日,法国公开赛中,蔡赟/徐晨0-2不敌头号种子、印尼组合基多/塞蒂亚万,与冠军擦肩而过。
2009年8月16日,蔡赟/傅海峰2-1战胜李龙大/郑在成夺得世锦赛男双冠军。10月18日,全运会羽毛球男双决赛,蔡赟/徐晨2-0战胜广东组合傅海峰/朱李华,获得全运会羽毛球男子双打冠军。
2010年3月,蔡赟/付海峰以1-2敌丹麦选手鲍伊/摩根森,无缘全英公开赛男双四强。9月19日,2010中国羽毛球大师赛进入到决赛的争夺。男双决赛中,风云组合迎战韩国组合高成炫/柳延星,最终蔡赟/傅海峰以2-0横扫对手,夺得大师赛男双冠军。
2011年4月24日,蔡赟/傅海峰在亚锦赛男双决赛中2-0战胜日本的桥本博且/平田典靖夺冠,这是中国队时隔15年再夺亚锦赛男双冠军。8月14日,世锦赛男双决赛中,蔡赟/傅海峰2-0击败韩国的高成炫/柳延星,实现世锦赛三连冠。
2012年5月,蔡赟/傅海峰2-0战胜韩国组合,帮助中国队捧得汤姆斯杯。8月,伦敦奥运会羽毛球男双决赛中,蔡赟/傅海峰以2-0战胜丹麦选手鲍伊/摩根森,获得冠军,国羽实现奥运会包揽五金。
2014年4月,新加坡超级赛决赛中,蔡赟/鲁恺2-0战胜李胜木/蔡佳欣,打破中国男双长达1年的超级赛冠军荒。
2015年月5日,全英公开赛上蔡赟/鲁恺1-2败给印尼的普拉塔马/苏瓦蒂,首轮出局。3月15日,瑞士羽毛球公开赛上,蔡赟/鲁恺2-1战胜马来西亚组合吴伟申/陈炜木强获得男双冠军。蔡赟与鲁恺搭手惜败于日本的桥本博且/平田典靖,已参加7届世锦赛的蔡赟就此结束了自己最后一届世锦赛之旅。
印度首届羽球联赛于2016年1月2日在孟买开打,中国羽毛球男双名将蔡赟加盟欧德勇士,与印度本土一姐内瓦尔、印尼男双名将亨德拉和丹麦双打名将佩德森一起并肩作战。
2016年6月24日,蔡赟正式宣布退役。