丈夫争议
关于蔡琰在北方是否嫁于左贤王历来有不一样的看法：据《后汉书》记载，蔡琰是“没于”左贤王，而不是“嫁于”左贤王，而且一般匈奴王的妻子都被称为“阏氏”，但是蔡琰在北方二十年，没有这个称号，所以认为蔡琰与左贤王并不是夫妻关系；但另一种说法认为，曹操赎回蔡琰花费了非常大的价钱，远远超过了普通奴隶的价格，可以看出蔡琰在匈奴那边的地位也不低。一些文艺作品像京剧等就将蔡文姬写成左贤王的王妃。两种说法孰是孰非，仍存在争议。
作品争议
郭沫若在为曹操翻案的同时发表论文质疑蔡琰的作品是不是出自蔡琰之手。郭沫若等人认为《后汉书》所著录的《悲愤诗》不是出自蔡琰之手，主要理由有三点：1．据《后汉书·董祀妻传》，文姬是“为胡骑所获，没于南匈奴左贤王”的，诗中不应说是为董卓部众所驱虏。2．文姬之父蔡邕受董卓重视，在董卓控制的中央政权里爵位很高，董卓死后他才被王允所杀，文姬的流落必定在蔡邕死后，而诗中说为董卓所驱虏入胡。3．骚体一章中有“历险阻兮之羌蛮”一句，与文姬为南匈奴所掠获事实不合。又有“沙漠壅兮尘冥冥，有草木兮春不荣”二句，与当时南匈奴所处地域河东平阳一带地理环境不合。
但谭其骧认为这三项中，没有一项是站得住的。因为：1．董卓的部众中正多的是羌人和胡人，《悲愤》中说“卓众来东下”，“来兵皆胡羌”，这些胡兵不正是“胡骑”？2．南匈奴自中平五年（188年）以来已分裂为二部分，一部分内徙河东，另一部分仍在今内蒙古河套一带，如果“南匈奴”是指留居在那里的一部分，地理环境与所描叙的就正相符合。3．董卓的部众纪律很差，当时蔡文姬在关东原籍被掳，蔡邕远在长安，而她被掳后三个月蔡邕即被杀，无从获得消息，更谈不上营救。董卓部队中的羌胡都是关中人，蔡文姬被掳后被西驱入关，入关后到过羌蛮之地，也就毫不足怪。所以可以肯定《悲愤》二章确是蔡文姬的作品。
生年争议
蔡琰的生年一说是174年，一说是177年，但都是猜测，没有史料依据。