初嫁河東人衛仲道，夫亡而無子，回歸母家，那時父親已經被王允殺害。興平（公元194年——195年）中，為董卓部將所虜，十二年流落匈奴，嫁南匈奴左賢王，生二子。建安十二年（公元207年），曹操遣使以重金贖回，再嫁陳留董祀。後來董祀犯罪論死，蔡琰親自向曹操求情，時值嚴冬，史載“蓬首徒行，叩頭請罪，音辭清辯，旨甚酸哀，眾皆為改容。”曹操最後同意為董祀赦免。
蔡琰是建安時代傑出的女詩人，她的作品，據《隋書·經籍誌》著錄有壹卷，載入《後漢書》本傳的有《悲憤詩》兩篇，壹為五言體，壹為楚辭體。這兩篇作品是蔡琰“感傷離亂，追懷悲憤”的產物。其中以五言體的尤為著名。此詩長達五百四十字，是我國文學史上第壹篇女子創作的五言長篇敘事詩。它在我國詩歌發展史上占有重要地位。清代詩人沈德潛評此詩說“段落分明，若斷若續，不碎不亂”；“激昂酸楚，讀去如驚蓬坐振，沙礫自飛，在東漢人中，力量最大”；“由情真，亦情深也。”楚辭體的《悲憤詩》***三十八句，題材內容與五言壹首大致相同，但清潔上有同蔡琰生平不盡相符之處，後代有人疑為偽作。五言體《悲憤詩》歷來也有真偽之爭，比如，蘇軾和閻若璩等都曾對此產生過懷疑（參加蘇軾《仇池筆記·擬作》和閻若璩《尚書古今疏正》卷五十下，以及胡仔《苕溪漁隱叢話》前集卷壹。）但壹般認為，這兩首《悲憤詩》大致可以確定是她的作品的。
另有琴曲歌辭《胡笳十八拍》，載於宋代郭茂倩《樂府詩集》和朱熹《楚席後語》，同樣是敘述她自身的經歷，相傳也是她的作品。但由於不見於《後漢書·本傳》而且體裁和壹般漢、魏作品不同，壹般認為它最不可信，疑為後人偽托或該作。胡笳曲出自匈奴，本來是以胡笳演奏的，後來被改變成琴曲。根據前人考證，在中唐以前，《胡笳十八拍》只有琴調，而無歌辭。與杜甫同時代的詩人李頎《聽董大彈胡笳弄兼寄語房給事》詩寫道：“蔡女昔造胡笳聲，壹彈壹十有八拍。胡人落淚沾邊草，漢使斷腸對歸客”蔡琰身世和遭遇很容易引起後世詩人們的同情，這恐怕也擬托作品之所以產生的重要原因。五十年代末，郭沫若曾經反復辨證，先後寫了六篇談她《胡笳十八拍》的專論，認為並非偽托之作。但多數數學仍然認定不是她所作（參加《文學遺產》編輯部編《胡笳十八拍論集》）
蔡文姬16歲時嫁給衛仲道，衛家當時是河東世族，衛仲道更是出色的大學子，夫婦兩人恩愛非常，可惜好景不長，不到壹年，衛仲道便因咯血而死。蔡文姬不曾生下壹兒半女，衛家的人又嫌她克死了丈夫，當時才高氣傲的蔡文姬不顧父親的反對，毅然回到娘家。後父親死於獄中，文姬被匈奴掠去，這年她才二十三歲，被左賢王納為王妃，居南匈奴12年，並育有二子，此間她還學會了吹奏“胡笳”及壹些異族的語言。
建安十三年（208年）曹操感念好友蔡邕之交情，得知文姬流落南匈奴，立即派周近做使者，攜帶黃金千兩，白壁壹雙，把她贖了回來。這年她三十五歲，在曹操的安排下，嫁給田校尉董祀，就在這年爆發了著名的“赤壁之戰。”
蔡文姬嫁給董祀，起初的夫妻生活並不十分和諧。蔡文姬飽經離亂憂傷，時常神思恍惚；而董祀正值鼎盛年華，生得壹表人才，通書史，諳音律，自視甚高，對於蔡文姬自然有些不足之感，然而迫於丞相的授意，只好接納了她，在婚後第二年，董祀犯罪當死，她顧不得嫌隙，蓬首跳足地來到曹操的丞相府求情。曹操念及昔日與蔡邕的交情，又想到蔡文姬悲慘的身世，倘若處死董祀，文姬勢難自存，於是寬宥了董祀。
從此以後，董祀感念妻子之恩德，對蔡文姬重新評估，夫妻雙雙也看透了世事，溯洛水而上，居在風景秀麗，林木繁茂的山麓。若幹年以後，曹操狩獵經過這裏，還曾經前去探視。蔡文姬和董祀生有壹兒壹女，女兒嫁給了司馬懿的兒子司馬師為妻。
文姬壹生三嫁，命運坎坷，丁廙在《蔡伯喈女賦》描述了她的婚姻：
伊大宗之令女，稟神惠之自然；
在華年之二八，披鄧林之矅鮮。
明六列之尚致，服女史之語言；
參過庭之明訓，才朗悟而通雲。
當三春之嘉月，時將歸於所天；
曳丹羅之輕裳，戴金翠之華鈿。
羨榮跟之所茂，哀寒霜之已繁；
豈偕老之可期，庶盡歡於余年。
文姬博學多才，音樂天賦自小過人，她6歲時聽父親在大廳中彈琴，隔著墻壁就聽出了父親把第壹根弦彈斷的聲音。其父驚訝之余，又故意將第四根弦弄斷，居然又被她指出。長大後她更是琴藝超人。她在胡地日夜思念故土，回漢後參考胡人聲調，結合自己的悲慘經歷，創作了哀怨惆悵，令人斷腸的琴曲《胡笳十八拍》；嫁董祀後，感傷亂離，作《悲憤詩》，是中國詩史上第壹首自傳體的五言長篇敘事詩（當然也有人認為是偽作）。
相傳，當蔡文姬為董祀求情時，曹操看到蔡文姬在嚴冬季節，蓬首跣足，心中大為不忍，命人取過頭巾鞋襪為她換上，讓她在董祀未歸來之前，留居在自己家中。在壹次閑談中，曹操表示出很羨慕蔡文姬家中原來的藏書。蔡文姬告訴他原來家中所藏的四千卷書，幾經戰亂，已全部遺失時，曹操流露出深深的失望，當聽到蔡文姬還能背出四百篇時，又大喜過望，於是蔡文姬憑記憶默寫出四百篇文章，文無遺誤，可見蔡文姬才情之高。
這樣壹位才女，卻也命運多舛，壹生坎坷！
蔡琰出生後不久，家門就疊遭不幸。根據《後漢書*蔡邕傳》記載，漢靈帝光和元年[178]年七月，蔡邕任議郎時被冠以莫須有的罪名，被冤下獄，後因中常侍呂強極力求情才“減死壹等”充軍到北方荒涼之地，繈褓之中的蔡琰也成為罪隸，隨父親壹同流亡。蔡邕罪徙朔方***九個月，於第二年遇大赦，不幸歸途中得罪了宦官王甫的弟弟五原太守，不得已“亡命江海，遠跡吳會，往來依太山羊氏，積十二年”，蔡琰亦跟隨之。等到蔡邕亡命生活結束時蔡琰已經十三、四歲了。文姬隨父回京後不久，京中發生大亂，初平三年[192]年四月，蔡邕再次被冤下獄，不久遇害。家庭突然的變故對文姬已經造成了極大地打擊,然而命運偏偏和她作對，父親去世後沒幾年，巨大的痛苦又壹次降臨到她身上。約在她十六歲時嫁給了河東人衛仲道，新婚壹年左右，丈又夫猝然病故，不得已回到娘家。短短幾年，父死夫亡，蔡琰的精神已經到了崩潰的邊緣！可未料更大的劫難還在後面，興平二年[195]，朝中發生董卓余黨李郭之亂，楊奉等人竟引南匈奴軍進入中原平亂，戰火壹直蔓延到文姬的家鄉陳留圉縣。結果蔡琰被亂軍所虜，最後流落到南匈奴，做了左賢王的閼氏，她在匈奴整整生活了十二年，並生有二子。歷史上有名的“文姬歸漢”的故事大約發生在建安十三年[208]，當時，中國北方已被曹操統壹，這壹年他還進位漢丞相。在武功成就之余，曹操自然想進行文治，於是乎他就想起了屈死的好友蔡邕，想到流落於南匈奴的蔡琰，並派遣使者持金璧贖回了文姬。夫妻離散，骨肉分離自然給蔡琰增加了新的痛苦，但為了父親未盡的事業，她毅然選擇了歸漢。她歸漢以後，重嫁同郡的屯田董祀。後來應曹操之請，憑自己出色的記憶力，將父親已散佚的書籍背誦出來，並親手繕寫清楚，文無遺誤，繼承了父親的事業，為中國古典文化典籍的保存和傳播作出了巨大的貢獻。
關於蔡琰的最終歸宿，史書上未見記載，成為了歷史留給世人的又壹個謎題。她本有《蔡文姬集》傳世，據《隋書》的編撰者長孫無忌在《經籍誌》中的註解看來，至晚在南朝梁代，還有蔡琰的專集行世，後來不幸散失了！《後漢書》所引的兩首《悲憤詩》和宋人文集題名蔡琰的琴頭歌辭《胡笳十八拍》據考證僅有壹首《悲憤詩》是其所作，不能不說是遺憾了！
三國歷史上還有壹個男的蔡琰,字文珪，為巴郡太守，系蔡瑁之弟。