東漢湖南耒陽縣人。字敬仲，生年不詳。明帝末年入宮充宦官，中曆小黃門。和帝時，為中常待，開始參預朝政。曾任主管宮廷禦用器物製造的尚方令。
以前，人們用縑帛或竹、木簡寫字。“縑貴而簡重，不便於人”。至西漢時，出現一種原始紙。人們在漂洗絲絮時，經常在篾席上揭出一層薄絮，可以書寫，人稱絮紙；漂麻時，也有類似發現，稱為麻紙。這種原始紙張，既不常用，數量也少，而且塊片小，不方正，使用也不便。
蔡倫為尚方令時，受到啟發，組織能工巧匠，開始研製紙張。汲取前人經驗，在原料上，從麻木推想到麻頭、破布、舊魚網和樹皮等；在製作方法上，將 原料搗碎，再經懸浮、抄造。開始采用單一原料，後又將幾種原料混合在一起，成為多種原料，實行新法造紙。元興元年（105）獲得成功，用於書寫，逐步取代 縑帛、竹木簡和原始紙類。安帝元初元年（114），受封為龍亭侯，食邑300戶。此種紙張，人稱“蔡倫紙”。後世也因此將蔡倫傳為我國造紙術的發明人。
先是，在章帝時，蔡倫受竇皇後指使，羅織罪名，將安帝祖母宋貴人迫害致死。永寧二年（121）三月，鄧太後逝世，安帝親政，追究其罪責，倫自殺。
蔡倫死後，所發明的造紙術，東傳日本，西傳歐洲，是人類文化史上一項重大貢獻。事見《後漢書·宦者傳》。
