石蕴三与樊锥同为清代拔贡生，涉足戊戌变法时期的维新运动，与谭嗣同、梁启超等人齐名。变法失败后，他们避难山间幸免通缉。随后参与唐才常领导的汉口起义，被迫逃至上海，得蔡锷帮助留学日本。在日本期间，他先入弘文师范学院，再转至法政大学，并于1905年加入同盟会，以“苍石”自号表示反清立场。
归国后，石蕴三担任船山学社社长、湘学会组织者，不断鼓吹学生反清思想。他曾在邵阳中学堂担任教务长，并在禹之谟创办的唯一学堂兼课，但因禹之谟被捕，他又逃往上海继续学习。宣统三年（1911年），广州起义失败后，他深感义愤，便撰写挽联以表达对国家的忠诚和不屈。
辛亥革命成功后，黄兴、宋教仁等人劝他出仕，但他坚辞不就。他支持刘人熙领导湖南抗袁事宜，并拒绝教育部长范源濂提出的总纂职位，最终回归湖南大学教授一职。他著有多部书籍，如《老学今诠》、《政谈续》、《燕尘录》，但在“一二八”事件中，其作品遭受了损失。此外，在长沙文夕大火中，又有部分作品被毁。
抗战胜利后的最后几年里，由于病重，他接受了湖南省政府顾问一职，以资生活费。在1948年的7月，他去世，《人物大辞典》也有其传记记录。