唐朝李颀曾为命运坎坷的蔡文姬发出如此感慨：“蔡女昔造胡茄声，一弹一十有八拍；胡人落泪向边草，汉使断肠叹归客。”关于她的婚姻，丁庚在《蔡伯喈女赋》中是这样说的：“伊大宗之令女，察神惠之自然；在华年之二八，披邓林之耀鲜。明六列之尚致，服女史之语言；参过庭之明训，才朗悟而通云。当三春之嘉月，时将归于所天；曳丹罗之轻裳，戴金翠之华钿。羡荣跟之所茂，哀寒霜之已繁；岂偕老之可期，庶尽欢于余年。”
蔡文姬是汉朝著名学者蔡邕的独生女儿。蔡邕不仅是大文学家，也是大书法家，还精于天文数理，妙解音律，在洛阳是文坛的领袖。蔡文姬生活在这样的家庭里，耳濡目染，受其父的影响很大。她很小就十分博学，善于言辞，既博学能文，又善诗赋，兼长辩才与音律。
蔡文姬第一次出嫁，远嫁河东卫家。她的丈夫卫仲道是太学出色的士子，可惜好景不长，不到一年，卫仲道便因咯血而死。两人无子女，蔡文姬遭到卫家嫌弃，认为她“克死丈夫”。正年少气盛、心高气傲的蔡文姬，受不了这种歧视，她不顾父亲的反对，愤而回家，成了年轻的寡妇。
东汉末年，社会动**，时局变幻。董卓被吕布诛杀以后，因董卓曾重用过蔡邕，蔡邕也被收付廷尉治罪杀了头。此后，更为激烈的军阀混战接踵而来。这时，羌胡番兵趁机掠掳中原一带，攻城略地，马边悬男头，马后载妇女，蔡文姬与许多妇女一起被羌胡番兵掳到了匈奴。在去匈奴的途中，蔡文姬饱受了番兵的凌辱和鞭笞，这年她23岁。
蔡文姬第二次出嫁，被迫嫁给了虎背熊腰的匈奴左贤王，还为左贤王生下两个儿子。在匈奴生活了12年，蔡文姬学会了吹奏“胡茄”，学会了一些异族的语言，但她更饱尝了在异族异俗生活的痛苦。这12年里，蔡文姬忍受着双重屈辱，一是作为汉人，她被胡人劫掠至胡地；二是作为女人，她被迫嫁给胡人为妾。儿子出世以后，匈奴左贤王对蔡文姬宠爱有加，蔡文姬也渐渐安于抚养两个儿子。但她始终期待自己能够生回故园，死埋家乡。
12年后，蔡文姬归乡的愿望得以实现。当时，曹操基本扫平北方群雄，把汉献帝由长安迎到许昌，后来又迁到洛阳。当上丞相以后，曹操挟天子以令诸侯，在统治稳定之际，曹操回忆起少年时代老师蔡邕对他的教导。当他得知蔡文姬被掠到了南匈奴时，他立即派周近做使者，携带黄金千两，白璧一双，要把蔡文姬赎回来。只是，此时蔡文姬归汉，已然多了另一桩心痛：只要回归故国，就得舍弃自己的两个亲生儿子！
蔡文姬多年被劫掠是痛苦的，可忽然要离开胡地，回归故园，舍弃已然共同生活了12年的夫君和两个年纪尚小的儿子，而且此一别关山重重，大漠遥遥，几乎是永别。离开胡地时，她与儿子和夫君相拥泣号。在汉使的催促下，蔡文姬在恍惚中登车而去，车轮的转动中，12年的生活，暮暮朝朝涌上心头，这段惨痛的经历，留下了动人心魄的《胡笳十八拍》。
《胡笳十八拍》是古乐府琴曲歌辞，是感人肺腑的千古绝唱，是蔡文姬和着血泪写成的。“对首草兮犹不忘，弹鸣琴兮情何伤！今别子兮归故乡，旧怨平兮新怨长！泣血仰头兮诉苍苍，胡为生兮独催此殃！”这仿佛是这个不幸女子的自弹自唱，琴声正随着她的心意流淌，随着琴声、歌声，她仿佛正行走在一条由屈辱与痛苦铺成的长路上。
南匈奴人在蔡文姬去后，每于月明之夜卷芦叶而吹茄，发出哀怨的声音，模仿蔡文姬的《胡笳十八拍》，成为当地经久不衰的曲调。中原人士也非常盛行以胡琴和筝来弹奏《胡笳十八拍》，据传中原的这种风尚还是从她最后一个丈夫董祀开始的。
《胡笳十八拍》的艺术价值很高，后代有过许多评论。明朝人陆时雍在《诗镜总论》中说：“东京风格颓下，蔡文姬才气英英。读《胡笳吟》，可令惊蓬坐振，沙砾自飞，真是激烈入怀抱。”郭沫若还创作了新编历史剧《蔡文姬》，在现代舞台上再现了“文姬归汉”的历史场景，其影响十分巨大。
蔡文姬传世作品除《胡笳十八拍》外，还有《悲愤诗》，它是我国诗史上文人创作的第一首自传体的五言长篇叙事诗。该作品在艺术上采用现实主义的手法，通过典型的细节描写，具体生动地表现各种场面，使人犹如亲临其境，“真情穷切，自然成文”，激昂酸楚，在建安诗歌中别构一体，在我国诗歌发展史上有着重要地位。
蔡文姬在汉使周近的卫护下回到故乡陈留郡，发现家乡满目疮痍，到处是断壁残垣，已然无法居住。此时，曹操为了让恩师蔡邕血脉传承，又为文姬择一夫婿，此人便是屯田校尉董祀。董祀正值鼎盛年华，论年纪比文姬小许多，生得一表人才，通书史，谙音律，自视甚高。对董祀来说，原本不会想到要娶一个年长自己许多、已结过两次婚还生过两个胡儿的中年女人为妻，他的内心深处还是有些嫌弃这段婚姻，只是迫于丞相曹操授意，无奈中只得接纳文姬为妻。
蔡文姬与董祀结婚这年，是公元208年，这年爆发了著名的赤壁之战。蔡文姬这时已经35岁。在35年的生涯里，她已饱经战乱之苦，经历了与父亲、两个夫君、两个儿子的生离死别，内心中充满挫折与伤痛。冰雪聪明的她，对于董祀对自己的感情，是心中有数的。但此时的蔡文姬，已经没有了年少时愤而离家的那种勇气，可能是因为她已经历了太多，父亲的死也让她无所依靠，她有些麻木，面对命运，只想迁就。在蔡文姬的诗作《悲愤诗》中，她这样谈论这段老妻少夫的关系：“托命于新人，竭心自助厉，流离成鄙贱，常恐复捐废。”此语表露了一个女人生怕丈夫嫌弃自己过去的惊恐，自我认知的“鄙贱”，在家中不被爱的地位，以及担心再度失婚遭到抛弃的心情。
蔡文姬这次婚姻，起初并不十分和谐。精神的创伤和对胡地两个儿子的思念，令她时常神思恍惚。而丈夫的冷落，更加重了她的自卑感。与此同时，董祀面对冷淡的婚姻，也做出了变相的“抗争”。仅一年后，董祀就犯下了死罪，曹操判其斩首。文姬闻讯蓬首跣足地赶往丞相府求情。曹操正在大宴宾客，公卿大夫、各路骚使坐满一堂。听说蔡文姬求见，曹操对在座的众人说：“蔡邕之女在外，诸君谅皆风闻她的才名，今为诸君见之！”蔡文姬走上堂来，跪下来。在严冬季节，她头发凌乱、打着赤脚，令众人大为惊讶。
曹操心中不忍，命人取过头巾鞋袜为她换上。蔡文姬哀伤地讲清来由，在座宾客都感叹不已，曹操说：“事情确实值得同情，但文状已去，我能怎么办？”
蔡文姬恳求：“明公厩马万匹，虎士成林，难道不可以快马加鞭，收回成命吗？”说罢又是叩头。
曹操念及昔日与蔡邕的交情，又想到蔡文姬悲惨的身世，倘若处死董祀，文姬势难自存，于是立刻派人快马加鞭，追回文状，宽恕了董祀。董祀此后感念蔡文姬的救命之恩，对她态度好转，两人的婚姻由此得以继续。后来，夫妻双双看透了世事，溯洛水而上，居于风景秀丽、林木繁茂的山麓之中，平安地度过了晚年。若干年以后，曹操狩猎经过这里，还曾经前去探视。
曹操的文学成就也称得上是震古烁今，他特别爱书，尤其是难得一见的好书。一次闲谈中，曹操表示很羡慕蔡文姬家中原有的藏书。当蔡文姬告诉他家中原本所藏的四千卷书籍，几经战乱，已全部遗失时，曹操流露出很深的失望之情。但当听到蔡文姬还能背出三百篇时，曹操又大喜过望，立即说：“既然如此，可命十名书吏到尊府抄录如何？”蔡文姬惶恐答道：“妾闻男女有别，礼不授亲，乞给草笔，真草唯命。”
最终，蔡文姬凭记忆默写出了四百篇文章，且文无遗误。这不但满足了曹操的心愿，蔡文姬的才情也可见一斑。蔡文姬是一个博学多才的女子，然而她的婚姻是不幸的，命运是凄惨的。虽然有人认为“蔡文姬受辱虏庭，诞育胡子，文辞有余，节烈不足”，但《后汉书·列女传》为她立了传，说明她不曾因多次嫁人而备受歧视。
明人陆时雍在《诗镜总论》中说：“东京风格颓下，蔡文姬才气英英。读《胡茄吟》可令惊蓬坐振，沙砾自飞，直是激烈入怀抱。”盛称蔡文姬的资质与修为，一个博学多才的好女子，命运是如此凄惨，婚姻生活如此不幸，令世人感到悲凉与叹息！文姬亦擅长书法，其文笔宋刻《淳化阁帖》有收录。蔡文姬一生，特别是归汉后，继承父亲的遗志，撰写了《续后汉书》，这不能不说是她对祖国古代文化作出了卓越贡献。