蔡琰，字文姬，陈留圉（河南杞县）人。文姬之父是东汉大名鼎鼎的大儒蔡邕，既是大文学家，也是大书法家。此外，他还精于天文数理，妙解音律，在洛阳俨然是文坛的领袖，经常有名士来访，连后来文武兼备，终成一代霸主的曹操都经常出入蔡府，向蔡邕请教。母亲赵五娘也知书达理。蔡邕四十五岁时赵五娘才生了文姬，作为独生子女，蔡文姬备受宠爱。
十岁时，文姬就显现出了音乐方面的天赋。蔡邕在室外弹琴，室内文姬听到父亲的弦断之音，马上说，是第二根弦断了。蔡邕非常吃惊，又故意弄断了第四根弦，文姬马上分辨了出来。蔡邕开始教女儿学琴，两年之后，文姬琴艺便成，还赢到父亲最珍爱的焦尾琴。十二岁时，文姬的书法得蔡邕真传，既稳重端庄，又飘逸顿挫。有人传说，蔡邕的字是神人传授的，然后由蔡邕传给文姬，再由文姬传给钟繇，钟繇传给卫夫人，卫夫人传给王羲之……十四岁时，文姬的文学才华已名显一时，诗书礼乐无不通晓。人但知有文姬，方知有蔡邕。
十六岁时，文姬嫁给河东世族卫仲道。卫仲道也是出色的大学子，夫妇两人恩爱非常，可惜不到一年，卫仲道便因咯血而死，蔡文姬不曾生下一儿半女。当时，死了丈夫的蔡文姬非但得不到同情，还要遭受卫家人“克夫”的责备。才高气傲的蔡文姬不顾父亲的反对，毅然回到了父亲身边。
再说蔡邕早年因为得罪了宦官，被放逐到朔方（在今内蒙古杭锦旗北），后来才回到洛阳。董卓掌权后，正想笼络人心，听到蔡邕名气大，就把他请来，封他做官，对他十分敬重，三天里连升三级，拜中郎将，后来甚至还封他为高阳侯。蔡邕觉得在董卓手下做事，比在汉灵帝时候强多了。
到了董卓被杀，蔡邕想起董卓待他不错，叹了口气。这样一来惹恼了司徒王允，认为他是董卓一党的人，把他抓了起来。尽管朝廷里有许多大臣都替他说情，王允还是不同意，结果死在监狱里。随后蔡邕的夫人也病逝，蔡文姬从此一人孤苦伶仃。
不久，关中地区又发生李傕、郭汜的混战，长安一带百姓到处逃难。蔡文姬也跟着难民到处流亡。那时候，匈奴兵趁火打劫，掳掠百姓。有一天，蔡文姬碰上匈奴兵，被他们抢走。匈奴兵见她年青貌美，就把她献给了匈奴的左贤王，那时她才二十三岁。
从这以后，她就成了左贤王的夫人，左贤王很爱她。她在南匈奴一住就是十二年，虽然过惯了匈奴的生活，但还是十分想念故国。
这时，曹操自从赤壁失败以来，经过几年整顿，士气大增，自封为魏公，公元216年又晋爵为魏王（都城在邺城）。在北方他的威望很高，连南匈奴的呼厨泉单于也特地到邺城来拜贺。曹操把呼厨泉单于留在邺城，像贵宾一样招待他，让匈奴的右贤王回去替单于监理国家。
南匈奴跟汉朝的关系和好了。曹操想起了他一位已经死去的朋友蔡
左贤王当然舍不得把蔡文姬放走，但是又不敢违抗曹操的意志，只好让蔡文姬回去。蔡文姬能回到日夜想念的故国，当然十分愿意，但是要她离开在匈奴生下的子女，又觉得悲伤。在这种矛盾的心情下，她写下了著名诗歌《胡笳十八拍》。
蔡文姬到了邺城，曹操看她一个人孤苦伶仃，就把她嫁给了董祀，这年她三十五岁。不过董祀当时正值鼎盛年华，生得一表人才，通书史，谙音律，自视甚高，开始还不太满意这段婚姻，哪知道时隔不久，犯了法，被曹操的手下人抓去，判了死罪。
蔡文姬十分着急，连忙跑到魏王府里去求情。正好曹操在举行宴会。朝廷里的一些公卿大臣、名流学士，都聚集在魏王府里。侍从把蔡文姬求见的情况报告曹操。曹操知道在座的大臣名士中不少人都跟蔡邕相识，就对大家说：“蔡邕的女儿在外流落了多年，这次回来了。今天让她来跟大家见见面，怎么样？”
大伙儿当然都表示愿意相见。曹操就命令侍从把蔡文姬带进来。蔡文姬披散头发，赤着双脚，一进来就跪在曹操面前，替她丈夫请罪。她的嗓音清脆，话又说得十分伤悲。座上有好多人原来是蔡邕的朋友，看到蔡文姬的伤心状，不禁想起蔡邕，感动得连鼻子也酸了。
曹操听完了她的申诉，说：“你说的情形的确值得同情，但是判罪的文书已经发出去了，有什么办法呢？”
蔡文姬苦苦央告说：“大王马房里的马成千上万，手下的武士多得像树林，只要您派出一个武士，一匹快马，把文书追回，董祀就有救了。”
曹操就亲自批了赦免令，派了一名骑兵追上去，宣布免了董祀的死罪。
那时候，正是数九寒天。曹操见她穿得单薄，就送给她一顶头巾和一双鞋袜，叫她穿戴起来。
曹操问她：“听说夫人家有不少书籍文稿，现在还保存着吗？”
蔡文姬感慨地说：“我父亲生前给我四千多卷书，但是经过大乱，散失得一卷都没留下来。不过我还能背出四百多篇。”
曹操听她还能背出那么多，就说：“我想派十个人到夫人家，让他们把你背出来的文章记下，你看怎样？”
蔡文姬说：“用不着。只要大王赏我一些纸笔，我回家就把它写下来。”蔡文姬后来果然把她记住的几百篇文章都默写下来，送给曹操。曹操看了，十分满意。
蔡文姬救了董祀以后，董祀非常感激蔡文姬，开始和她修好，后来两人溯洛水而上，隐居山林。若干年以后，曹操行军路过，前去探视。蔡文姬和董祀生有一儿一女，女儿嫁司马懿之子司马师。
曹操把蔡文姬接回国，在为保存古代文化方面做了一件好事。历史上把“文姬归汉”传为美谈。