蔡元定天性聪颖，八岁时就能写诗，每天能写数千字。曾经在西山顶上，忍着饥饿，吃着野菜苦读。后来拜朱熹为师，朱熹了解到他的学问后，大吃一惊，说：“你应该是我的朋友，而不应位于弟子之列。”
后来，朱熹遭到权贵奸臣攻击，蔡元定也受到牵连，被贬往道州。但蔡元定志节不屈，拄着拐杖与儿子走了三千里路，脚上都流血了，脸上仍没有半点难色。到了被贬地后，蔡元定丝毫没有担心害怕受到攻击和祸患，依旧坚持宣扬教化，广收门徒，远近慕名前来学习的人很多。他曾经训诫子弟们：“做人应独自走路时，面对自己的影子没一点愧疚；独自睡觉时，面对被子也没有一点愧疚。不要因为我获罪你们就懈怠了自己的志向。”意思是做人应堂堂正正，问心无愧，不要面对祸患就改变了自己的志向和节操。
蔡元定一生深明天理，坚守气节，淡泊名利。他预知了自己将要去世的时间，在临终的三天前，就让儿子谢绝来访的客人，说自己要安静下来，等待回归造化。朝廷专权的奸臣被诛杀后，蔡元定被赐谥“文节”，以此表彰他学识渊博，志节不屈的操守。朱熹也惋惜蔡元定卓绝的才能、不屈的气节以后再也看不到了。