1911年10月10日，武昌起义爆发。26日，继武汉之后九江光复，由马毓宝、李烈钧等组织军政府。此时南昌尚未光复，蔡公时便在南昌联络同志，密谋响应，并不时派人秘密赴江西九江，向军政府汇报省中情况，建议九江军政府及时出兵攻打南昌。江西巡抚冯汝睽见状，知清政府大势已去，只得顺应人心，于31日宣告独立，成立江西省军政府，推吴介璋为首任都督，蔡公时被任命为交通司长。

1913年7月，李烈钧在湖口起兵讨伐袁世凯，二次革命爆发。袁世凯调遣重兵，分水陆两路弹压义军。敌众我寡，而广东、湖南援军迟迟未至，情势十分危急。此时，蔡公时正担任九江保商局局长，李烈钧乃派他晋省磋商军机，再次去广东请求援兵。蔡公时抵达广州，惊闻湖口起义失败，袁世凯正在重兵缉捕起义官兵，无奈之下再度逃往日本，于东京帝国大学就读。

1924年冬，孙中山应主政北京的段祺瑞之邀，前往北京共商国是，不料一病不起，李烈钧得知后，遂与蔡公时同往探望。孙中山病重期间，蔡公时随侍左右，端汤送药，照料起居，以至孙中山在京的身后事宜他都亲自参与，是国民党中在孙中山临终时参与照料的极少数党员之一。

1926年夏，蔡公时随同北伐军东征。11月下旬，湖南、湖北、江西三省相继光复。五省联军司令孙传芳败退逃往江浙，在南京勾结奉系军阀，伺机东山再起，北伐军则准备从江西省出兵讨伐。恰逢蔡公时与孙传芳某部下将领是旧识，且该将领军权在握，蔡公时遂向北伐军总部毛遂自荐，愿意前往与其当面说明利害，最终历尽艰难险阻，终于说服其将领率兵起义，对江浙的光复做出了极大的贡献。

1928年4月，蒋介石联合冯玉祥、阎锡山、李宗仁组成四大集团军再次攻打奉系军阀，进行第三次北伐。南京政府特组战地政务委员会，任命蔡公时为委员兼该会外交处主任。外交处的工作职责是：在北伐军总司令的指挥下，代表外交部处理战区外交事宜。蔡公时在进驻徐州时签署了一份文件，从徐州发函给驻上海的各国领事，申明战地政委会外事处的职责及所阐明的保护外侨政策，希望各国驻上海总领事转达驻中国各地领事，以便让各国内地侨民一体知晓。这一公函在上海各大报纸均以显著版面刊载，消除了大多数外交使节与侨民的误会。然而，日本田中义一内阁看到北伐军从鲁南向北全面推进，军阀张宗昌、褚玉璞、孙传芳等残部完全失去了抵抗能力，威胁到了日本在华北的既得利益，使其蓄谋策划满、蒙脱离中国的计划落空，遂紧急调兵遣将，阻止北伐军进济南城。

北伐军前锋部队将此情况呈报给北伐军总司令蒋介石。而此一棘手问题，蒋介石认为以外交手段解决为宜。答称：“日军占领济南，意在阻挠北伐，我若和他作战，便上了他的当，北伐事业将付诸流水。目前无论如何要暂时隐忍。等到北伐成功，全国统一之后，再来和他算账。”5月1日，蔡公时奉总部命令，任山东交涉员，前往济南与日军交涉，于2日早8时登车，晚9时半抵达济南。蔡公时因负有分遣各员接收各机关之责任，故率人去铁路宾馆，筹商接收办法。3日8时，蔡公时身着灰色布军装，头戴大檐帽，腰扎宽皮带，率领外交处官员及勤务兵共18人直赴交涉署任职。他亲自在交涉署的正面墙壁上悬挂了孙中山像、国旗和“革命尚未成功，同志仍须努力”的条幅。接着，又由前交涉署的人员帮同点收文卷并交战地政务委员会，其中有日本帝国主义与奉系军阀张宗昌签订的密件。

上午9时，有一队国民军搬驻交涉署对面的基督医院内，日军开枪射击，有一名火夫及一名士兵被打死。此时，楼上的辎重一时来不及搬运，乃藏匿于医院楼上，以免日军抢掠。蔡公时听到外面的枪声，并对众人说：此乃日军开枪示威，大家不要理会。不一会儿，有一日军来到交涉署前，向医院大楼射击，被流弹击毙，接着又有一日军赶来运尸体，亦被流弹击毙。参议张鸿渐从交涉公署二楼窗口目睹此情，急忙向蔡公时报告。蔡公时认为，日军向国军挑衅被击毙，系多行不义必自毙。

下午3时，蔡公时将前交涉署原有人员四五人送至门口，并嘱咐第二日上午8时到署，即返身入室，仍督率各员办公。不多时，公署门口多次出现日兵和日本浪人的便衣队向署内探视，行径十分诡秘。庶务员张麟书上街买菜购粮亦遭马路上的日军阻止。此时，公署已被日军包围。蔡公时已意识到局势十分严重，立即打电话给日使馆，日领事馆避而不谈日军包围和封锁交涉署一事，仅告知：“华军已陆续就范缴械，很快就可以解除战斗。”随之，交涉署的电话线即被日军割断。蔡公时遂急作三函：一函寄北伐军总司令蒋介石；二函致外交部长黄郛；三函致战地政务委员会主席蒋作宾。由于门口日军阻止，一直未能送出。

下午4时，20多名日军冲进署内，无理要求在公署三楼架设大炮，轰击马路对面驻基督医院的国军，被蔡公时严词拒绝。晚9时，交涉公署内熄灯后，大家各自归寝。到10时，门外有日兵叩门，传达人员人内报告，蔡公时嘱咐说不要理他。话音未落，20多名日兵已破门而入，剪断了电灯线，霎时署内一片漆黑。日兵用手电筒照射，威逼众人交出枪械。蔡公时答道：“我们都是交涉公署职员，我是交涉员，并无武器，任凭你们搜查。”日兵先将蔡公时由床上拖下，用绳捆绑双手，并将其余职员、勤务兵、火夫全部捆绑起来，4人一串，分为5起。日军打着手电筒翻箱倒柜，遍行搜索，一无所获，但见每人床上均置有手提皮包，即打开搜检，将文件捆了五大包带走，并撕毁中国国旗和孙中山画像。

蔡公时忍无可忍，用日语厉声抗议：“这里是中国政府的外交机关，并非战斗单位，诸位既然不明了外交手续，不必一味蛮横。此次贵国出兵济南，原为保护侨民，为何轻举妄动，借题搜索中国之官署，捆绑中国之官吏？”日兵并不理会，开始在署内职员头面乱划乱刺。蔡公时见状，又转用好言要求与日领事馆洽商，日兵却答道：“你不配！”大家始终听不懂日兵和蔡公时究竟说了什么，蔡公时就为惊恐万状中的职员们传译。不久，携物外出的日兵，领来一位指挥官模样的日本军人。这位日本军官在中间坐下，叫蔡公时跪下来，蔡公时死也不跪，厉声回答：“你杀我可以，但绝不能使我在你们日本军阀侵略者之前跪下来。”日本军官威胁道：“不跪就做给你看。”一面将蔡公时的一名随员用手枪打死。蔡公时面对强暴，坚决不跪，日军又打死一名中国职员。日本军官见蔡公时毫无惧容，还继续抗议，便拿出一纸命令用日语大声宣读。蔡公时听了，沉重地翻译给大家听：“这是日军第六师团长福田下令，要剥去衣服，枪毙我们，我们别无选择，唯有坚守气节，赴死可也！”

日本军官以蔡公时带头抗命为由，拔出战刀，残忍地削掉了他的双耳，旋又转身屠戮其他外交公署职员。蔡公时为保护部属，大声呵斥：“倭寇乃禽兽也，彼待我等如古代奴隶主虐杀战俘。”再一次把日兵的注意力吸引到自己身上来。日本官兵回头与他怒目相对，不禁气急败坏，先后挖掉了他的左眼和右眼。蔡公时顿时血流满面，依然大声呼喊：“日寇决意杀害我等，唯此国耻，何日可雪？野兽们，来吧，中国人可杀不可辱！”他还用九江口音的国语喃喃地说：“不料吾辈不死于枪林弹雨之中，而竟死于强暴倭奴之手！”站在边上的日本军官狞笑一声，举起战刀刺入蔡公时的口中，狠劲旋了几圈，剜掉了他的舌头。蔡公时此时已血流满面、前胸尽湿，仍不断用鼻音表示对敌人的轻蔑，日军又削掉了他的鼻子。蔡公时终在日本侵略者的屠刀下血尽而死，壮烈牺牲。

“济南惨案”激起了中国人民的极大愤慨。5月9日，国民政府通令全国，行文到达一周内，每次集合为死难烈士默哀3分钟。从此，5月3日被定为“国耻日”。

李烈钧为蔡公时题词：“外交史上第一人”！

2006年5月2日，中国知名抗日烈士蔡公时的铜像回到济南，被安置在趵突泉畔。蔡公时是江西九江人，曾追随孙中山参加辛亥革命。１９２８年５月３日，日本帝国主义在济南屠杀中国军民，制造了“济南惨案”。时任国民革命政府济南交涉署交涉员的蔡公时先生以及1６位外交人员在与日军交涉时，惨遭日军捆绑刺杀，蔡公时壮烈殉国。当时在新加坡的各界同胞捐款铸造了蔡公时烈士全身铜像以作纪念。2006年4月，新加坡中华总商会向中国正式移交了蔡公时烈士铜像。