永平末年（75）入宫为宦官.历任小黄门、中常侍兼尚方令、长乐太仆等职.元初元年（114）,安帝封其为龙亭侯（封地在今陕西省洋县龙亭铺镇）,食邑三百户.蔡伦为人敦厚谨慎,关心国家利益,曾“数犯严颜”,匡弼时政.勤奋好学,办事专心尽力.
永元四年（92）,蔡伦任尚方令后,利用供职之便,常到乡间作坊察看,见蚕妇缫丝漂絮后,竹簟上尚留下一层短毛丝絮,揭下似缣帛,可以用来书写,从而得到启发,便收集树皮、废麻、破布、旧鱼网等原料,在宫廷作坊施以锉、煮、浸、捣、抄等法,试用植物纤维造纸,终于造出植物纤维纸.元兴元年（105）,他将造纸过程、方法写成奏章,连同造出来的植物纤维纸,呈报汉和帝,和帝大加赞赏,蔡伦造纸术很快传开.人们把这种纸称为“蔡侯纸”,全国“莫不从用焉”.
