2016年，蔡卓宜成为六号星光经纪公司旗下艺人，并与师姐张琪玮组成“双J”，从而正式出道。2017年11月，推出个人单曲《氧气女孩》。

2018年，参与演唱马来西亚电台MY的网络剧主题曲《不想你消失》；同年，发布单曲《心肝宝贝》；随后，她在马来西亚发行个人首张迷你专辑《氧气女孩》，其中同名主打歌的MV在YouTube收获326万的播放量，获得榜单榜首同年，蔡卓宜开始将工作重心转向中国内地，并签约了麦尼肯（北京）文化传媒有限公司。

2019年，蔡卓宜在Neway K歌榜颁奖典礼中获得了“Neway 5大热门独家K歌奖”与“我最喜爱杰出新人奖” ；同年，获得流行音乐全金榜“2018年度最受欢迎新人”奖提名；随后，她开始以演员身份活动，并相继出演了由文学作品改编的网络电影《九尾狐》及迷你电影《剧本杀》。

2020年1月，参加爱奇艺女团青春成长节目《青春有你第二季》；2月1日，蔡卓宜与《青春有你第二季》全体训练生共同演唱的公益歌曲《让世界充满爱》和MV在全网发行；随后，在节目中与张楚寒、傅如乔、林凡等练习生共同表演了歌曲《敲敲》；8月14日，蔡卓宜发布歌曲MV《Bye请慢走》；9月，参演的电视连续剧《你是我最甜蜜的心事》在福建省石狮市宣布正式开机。11月，参加真人秀节目《落地成双》。