蔡倫，字敬仲，是桂陽郡人。蔡倫進宮成為宦官後，很快就從低等級的小黃門（宦官的一種職稱）陞遷至黃門侍郎，專門負責宮內宮外的事務傳達，王侯如果想進宮拜見皇上，也要經過他的引導，宴會上的座次安排也是蔡倫負責。
當時章帝后宮有一位宋貴人，她的兒子劉慶本是太子，可是竇太后不喜歡她，蔡倫便獻計給竇太后，逼迫宋貴人自殺，把太子貶為清河王，隨後，竇太后找了個借口，把另一位妃子梁貴人貶為平民，而梁貴人的兒子劉肇則被竇太后立為太子，並且由竇太后親自撫養。公元88年，漢章帝去世，年僅十歲的劉肇成為漢和帝，由竇太后執掌朝政。蔡倫因對竇太后有功，不久就升任為中常侍，專門料理和帝的衣食起居，還參與朝廷事務的決斷。
公元97年，竇太后去世，和帝開始掌權。公元102年，和帝立鄧綏為皇后，蔡倫很快便成為鄧皇后的心腹。鄧皇后喜愛寫字畫畫，蔡倫便向皇帝上書，請求擔任尚方令，皇帝答應了。尚方令是專管宮廷手工作坊和器具物件的官員，鄧皇后習字繪畫的工具都要經過蔡倫的細緻檢查。
有一次，蔡倫去民間手工作坊視察，看見河邊有一位婦女把絲絮鋪在薄竹蓆上，再把竹蓆進入水中來回晃蕩洗滌，洗好之後，竹蓆上通常會留下一層薄薄的絲絮殘渣。蔡倫在這層殘渣處於半干半濕的狀態時揭了下來，一看竟可以在上面寫字，他心裡便突然生出一個設想，如果把樹皮、布片、麥桿之類的廢物浸水，使其充分吸水飽和，然後用木槌打爛，再經過一系列的加工，是不是就能生產出紙張呢？想到這兒，蔡倫急匆匆趕回宮中，連忙命宮廷作坊收集原材料，又是煮又是捶，試驗了好多次後，終於造出了紙。隨後，蔡倫把製出來的紙，連同製作工藝一同進獻給漢和帝，和帝一看非常高興，命令全國大力開發。因為原料簡單，容易尋找，製作工藝也不複雜，這種紙很快就得到了全國百姓的推崇，為了紀念蔡倫的造紙術，人們把他製作出來的紙命名為「蔡侯紙」。
其實早在西漢時期，我國就已經有了紙張的生產，魏晉南北朝時期，紙張的使用範圍波及全國，造紙技術也比之前先進了很多，造紙原料也變得多種多樣，紙張的名字更是令人眼花繚亂，有竹簾紙、籐紙、魚卵紙等。
中國人發明的紙張不但在國內暢銷，在亞洲其他國家也很受歡迎，他們千方百計想得到中國造紙術的秘密，不過朝廷一直保密不外傳。直到唐朝，阿拉伯人俘虜了一批中國造紙工人，造紙術這才傳向國外，很快地，阿拉伯國家全都用上了中國造紙術造出來的紙張。隨後，造紙術又被阿拉伯人帶到了歐洲，取代了歐洲人的羊皮紙和牛皮紙；在希臘、羅馬和埃及，由於造紙術的傳播，當地的莎草紙也逐漸被取代。
有了蔡倫的造紙術，古代百姓的生活方便了很多，在紙張還沒有被發明出來的時候，人們都在竹簡上寫字，往往寫完了一卷竹簡，一篇文章都還沒寫完，而且竹簡搬運起來也很麻煩。早期的紙張雖然讓人們從笨重的竹簡中解放出來，可當時的技術並不先進，製作出來的紙經常會出現滲墨、破裂的情況，直到蔡倫發明了植物纖維紙以後，人們的寫作才真正開始便利起來。蔡倫的造紙術和指南針、活字印刷術、火藥並稱為古代四大發明，它們是中華民族引以為傲的寶藏，為世界文化的發展和傳播做出了重要貢獻。
漢和帝死後，年僅幾個月的太子即位，可惜沒多久也死了，鄧皇后便找來和帝的侄子，清河王劉慶的兒子劉祜做皇帝，這便是漢安帝。朝政暫時由鄧太后把持，蔡倫被封為龍亭侯。公元119年，蔡倫升任長樂太僕，文武百官對他十分敬畏。然而好景不長，公元121年，鄧太后駕崩，漢安帝執政，因為蔡倫曾和竇太后一起陷害過安帝的祖母宋貴人，還把安帝的父親從太子貶為清河王，蔡倫知道安帝不會放過自己，索性自殺謝罪。