在黄海海战后，日本海军取得优势，清廷命令李鸿章派舰对抗，但李鸿章拒绝北洋舰队出战，导致北洋水师被困威海卫被动防御。1895年，日军进攻威海卫，提督丁汝昌自杀。在混战中，蔡廷干与王平突围，试图带领十三艘鱼雷艇前往烟台，但途中受阻，蔡廷干乘座的“福龙”号因伤被“吉野”追上，他受伤被俘，随后被囚禁。
甲午战后，蔡廷干因战事革职，但在袁世凯任北洋大臣后，经唐绍仪推荐，进入袁氏幕府，以其英语能力和国际知识被倚重。1909年，袁氏被迫隐退，蔡氏一同退隐。辛亥革命爆发后，蔡廷干被任命为海军部军制司司长，专责协助袁世凯的外交事务。他参与了与黎元洪的谈判，支持袁氏的“主持大局”计划。
1911年，蔡廷干协助袁世凯与民军谈判，但谈判受阻后，蔡廷干利用莫理循的身份影响国际舆论。1912年，袁世凯就任总统后，蔡廷干推荐莫理循，并协助他在国际舆论中的地位。1913年后，蔡廷干多次受赏，忠于袁世凯。然而，随着袁世凯的倒行逆施，蔡廷干对袁氏和莫理循的信任逐渐瓦解，转向反对帝制，并最终退出政坛。
段祺瑞执政后，蔡廷干再次被重用，担任多项重要职务，为北洋政府效力，并在国际税务会议中维护国家利益。他积极参与外事活动和公共事务，如华洋赈济会和赴美留学生会等，尤其在“五卅惨案”中表现出色，展现了其外交才能。
蔡廷干（1861－1935） 字耀堂。广东省香山县上恭都上栅村人 （今珠海市香洲区金鼎镇外沙村）。1871年（同治十年）清廷接受华侨教育家容闳（今珠海市南屏镇人）的建议，同意选拔一百二十名幼童分四批派送美国留学，并由容闳主持在美留学事宜。为了保证选派幼童的英文水准，清廷在上海创办一间预备学校，由全国各地选派聪颖子弟入学预修，然后通过考核选拔优秀者赴美留学。