蔡伦在15岁的时候，因为家里贫困就被选入皇宫当了太监。东汉时期的皇宫对于有资质的太监还是很重视的，直接就组织年轻的太监读书识字，只要学习成绩优异，就会被提拔当官，所以，个人资质上乘的蔡伦也受惠于这种政策，通过皇宫内部组织的学习读书中成绩优异，很快就被提拔为黄门侍郎，专门负责宫内外公事传达和引导显贵高管们朝见等办公室秘书职责之类的事项，在此之后，他还任职过中常侍、长乐太仆，并被封为龙亭侯。
蔡伦的这种特殊地位使得他不但能够随时与皇帝接近，而且还能与皇后、皇太后接近。蔡伦在皇宫内廷当了46年的太监，先后伺候了4个年幼的皇帝，投靠2个皇太后，并因此而地位节节上升，位列九卿，并被封侯。然而，宫廷内外的政治斗争非常残酷，蔡伦最终因参与皇权斗争而自尽身亡。
但是历史的功绩主要是记住了他发明了造纸术，为传播文化做出了很大贡献。他在担任中常侍期间，蔡伦看到皇太后喜欢在纸上舞文弄墨，为了投其所好，就不惜自降身份兼任了主管御用刀剑及其他器物制作的尚方令。据历史记载，蔡伦对于这一工作尽心尽责，凡是皇帝、皇太后喜欢的，他都亲自督办督造。出于取悦皇帝和皇太后的心态，也是出于对技术的兴趣和天才敏感，蔡伦总结了前人和同时期麻纸的制造技术和经验教训，创造了一种流传至今的造纸工艺，这就是用树皮、麻头、破布、破渔网等为原材料制成优质麻纸和皮纸——“蔡侯纸”。从此，纸张就开始取代帛简成为中国人的主要书写材料，中国文化在这一新的载体介入之后就步入了高速发展的阶段。可以说，蔡伦发明了造纸术歪打正着，对于中国文化的传承和传播却是做出了比其取悦于皇帝皇太后更大的贡献。
