石蕴三与樊锥同为清朝末年拔贡出身。戊戌变法期间，湖南巡抚陈宝箴倡导新思想，创办了时务学堂、南学会及时报馆等机构。谭嗣同、梁启超、熊希龄、陈三立、唐才常、樊锥和石蕴三都参与了这些活动。当变法失败后，陈宝箴等人被革职，而石蕴三等人则遭通缉。他们逃往山区避难，最终在光绪二十六年（1900年）八月参与了汉口起义，但因追缉不得不再次逃往上海。在那里，他们得到了蔡锷的资助，并于光绪二十九年（1903年）留学日本。他先后进入弘文师范学校和法政大学学习，并在辛丑年的同盟会中担任成员，以“苍石”自号表示反对清政府。
返回中国后，石蕴三历任船山学社社长和湘学会组织者，他鼓励学生反抗清政府。在宣统三年（1911年），广州起义失败后，他深感愤慨并写下挽联：“鲁仲连，不愿做秦皇帝；君子爱民，如民爱国。”辛亥革命成功后，他被劝入仕途，但他拒绝提名，并继续从事教育工作。在袁世凯称帝后的四年（1915年），他支持云南起义反对袁世凯的称帝。
之后，他又担任教育部总纂撰写了一些著作，其中包括《老学今诠》、《政谈续》、《燕尘录》等。他还曾是船山学社社长和湖南大学教授，其作品如《说诗解颐》、《尚书今文通释》、《易象的哲理观》、《曲台十论》、《说文匡邪》以及《老墨管学今诠》，都是出版在上海的。但是在“一二八”事变中，这些作品遭到日本飞机轰炸而损失无存。
随着日军侵占长沙，在1938年的长沙大火中，其存于湖南省份的部分作品也遭焚毁。抗战胜利后的1948年7月，病重的石蕴三去世，《人物大辞典》记载有其传记。