牛蔚，字大章，牛僧孺子，安定鹑觚人。十五应两经举。太和九年，复登进士第。三府辟署为从事，入朝为监察御史。

大中初，为右补阙，屡陈章疏，指斥时病。宣宗嘉之，曰：“牛氏子有父风，差慰人意。”寻改司门员外郎，出为金州刺史，入拜礼、吏二郎中。以祀事准礼，天官司所掌班列，有恃权越职者，蔚奏正之，为时权所忌，左授国子博士，分司东都。逾月，权臣罢免，复征为吏部郎中，兼史馆修撰，迁左谏议大夫。咸通中，为给事中，延英谢日，面赐金紫。蔚封驳无避，帝嘉之。逾岁，迁户部侍郎，袭封奇章侯，以公事免。岁中复本官，历工、礼、刑三尚书。

咸通末，检校兵部尚书、兴元尹、山南西道节度使。在镇三年。时中官用事，急于贿赂。属徐方用兵，两中尉讽诸藩贡奉助军，蔚尽索军府之有三万端匹，随表进纳。中官怒，即以神策将吴行鲁代还。及黄巢犯阙，乃自京师奔遁，避地山南，拜章请老，以尚书左仆射致仕。卒，累赠太尉。子循、徽。