蔡伦很有才学，为人敦厚慎重，多次正言直谏皇帝，纠正错误，丝毫也不计较个人的安危。每到休息沐浴的日子，他总是谢绝宾客，自由自在地到田野中晒太阳。那时的宦官常常结党营私，而蔡伦却像出污泥而不染的青莲一般，不愿混迹其中。
永元九年（公元97年），汉和帝又派蔡伦兼任少府“尚方令”。少府在东汉是管理***和宫廷内务的机构，“尚方”是少府下属的重要部门，负责制作皇家御用器物，“尚方令”是掌管监制内宫御用器的官员，在那时人们的眼中，这是个有利可图的职位。但是蔡伦与其他的宦官截然不同，他没有把精力集中在敛财肥己上，而是勤奋好学，刻苦钻研，常常利用各种机会去乡间村野、城镇闹市查访艺人，学习各种技艺，丰富知识。
蔡伦对那些读书人手中沉重的竹简开始了思索，他想为人们找到一种轻便而且价格低廉、普通大众都能接受的书写材料。蔡伦利用皇宫中的优越条件和众多的能工巧匠，采用树皮、麻头、破布、渔网等廉价材料为原料，经过一次又一次的试验，经历了无数次的痛苦与煎熬后，终于成功地制出一批在当时堪称优质的纸张。
元兴元年（105年），蔡伦恭敬地将他造出的纸张献给皇帝，汉和帝刘肇对此物深为赞赏，不但嘉奖了蔡伦，而且还颁布诏书命令***推广蔡伦的造纸技术。人们因而把尚方制作的纸称为“蔡侯纸”。
