於是下邕、質於洛陽獄，劾以仇怨奉公，議害大臣，大不敬，棄市。事奏，中常侍呂強愍邕無罪，請之，帝亦更思其章，有詔減死一等，與家屬髡鉗徙朔方，不得以赦令除。陽球使客追路刺邕，客感其義，皆莫為用。球又賂其部主使加毒害，所賂者反以其情戒邕，故每得免焉。居五原安陽縣。
邕前在東觀，與盧植、韓說等撰補《後漢記》，會遭事流離，不及得成，因上書自陳，奏其所著十意，分別首目，連置章左。帝嘉其才高，會明年大赦，乃宥邕還本郡。邕自徙及歸，凡九月焉。將就還路，五原太守王智餞之。酒酣，智起舞屬邕，邕不為報。智者，中常侍王甫弟也，素貴驕，慚於賓客，詬邕曰："徒敢輕我！"邕拂衣而去。智銜之，密告邕怨於囚放，謗訕朝廷。內寵惡之。邕慮卒不免，乃亡命江海，遠跡吳會。往來依太山羊氏，積十二年，在吳。
吳人有燒桐以爨者，邕聞火烈之聲，知其良木，因請而裁為琴，果有美音，而其尾猶焦，故時人名曰"僬尾琴"焉。初，邕在陳留也。其鄰人有以酒食召邕者，比往而酒以酣焉。客有彈琴於屏，邕至門試潛聽之，曰："憘！以樂召我而有殺心，可也？"遂反。將命者告主人曰："蔡君向來，至門而去。"邕素為邦鄉所宗，主人遽自追而問其故，邕具以告，莫不憮然。彈琴者曰："我向鼓弦，見螳螂方向鳴蟬，蟬將去而未飛，螳螂為之一前一卻。吾心聳然，惟恐螳螂之失之也。此豈為殺心而形於聲者乎？"邕莞然而笑曰："此足以當之矣。"
中平六年，靈帝崩，董卓為司空，聞邕名高，辟之，稱疾不就。卓大怒，詈曰："我力能族人，蔡邕遂偃蹇者，不鏇踵矣。"又切敕州郡舉邕詣府，邕不得已，到，署祭酒，甚見敬重。舉高第，補侍御史，又轉持書御史，遷尚書。三日之間，周曆三台。遷巴郡太守，復留為侍中。
初平元年，拜左中郎將，從獻帝遷都長安，封高陽鄉侯。
董卓賓客部典議欲尊卓比太公，稱尚父。卓謀之於邕，邕曰："太公輔周，受命剪商，故特為其號。今明公威德，誠為巍巍，然比之尚父，愚意以為未可宜須並東平定，車駕還反舊京，然後議之。"卓從其言。
二年六月，地震，卓以問邕。邕對曰："地動者，陰盛侵陽，臣下逾制之所致也。前春郊天，公奉引車駕，乘金華青蓋，爪畫兩轓，遠近以為非宜。"卓於是改乘皂蓋車。
卓重邕才學，厚相遇待，每集宴，輒令邕鼓琴贊事，邕亦每存匡益。然卓多自佷用，邕恨其言少從，謂從弟谷曰："董公性剛而遂非，終難濟也，吾欲東奔兗州，若道遠難達，且遁逃山東以待之，何如？"谷曰："君狀異恆人，每行觀者盈集。以此自匿，不亦難乎？"邕乃止。
及卓被誅，邕在司徒王允坐，殊不意言之而嘆，有動於色。允勃然叱之曰："董卓國之大賊，幾傾漢室。君為王臣，所宜同忿，而懷其私遇，以忘大節！今天誅有罪，而反相傷痛，豈不共為逆哉？"即收付廷尉治罪。邕陳辭謝，乞黥首刖足，繼成漢史。士大夫多矜救之，不能得。太尉馬日磾馳往謂允曰："伯喈曠世逸才，多識漢事，當續成後史，為一代大典。且忠孝素著，而所坐無名，誅之無乃失人望乎？"允曰："昔武帝不殺司馬遷，使作謗書，流於後世。方今國祚中衰，神器不固，不可令佞臣執筆在幼主左右。既無益聖德，復使吾黨蒙其訕議。"日磾退而告人曰："王公其不長世乎？善人，國之紀也；製作，國之典也。滅紀廢典，其能久乎！"邕遂死獄中。允悔，欲止而不及。時年六十一。搢紳諸儒莫不流涕。北海鄭玄聞而嘆曰："漢世之事，誰與正之！"兗州、陳留間皆畫像而頌焉。
其撰集漢事，未見錄以繼後史。適作《靈紀》及十意，又補諸列傳四十二篇，因李傕之亂，湮沒多不存。所著詩、賦、碑、誄、銘、贊、連珠、箴、吊、論議、《獨斷》、《勸學》、《釋誨》、《敘樂》、《女訓》、《篆藝》、祝文、章表、書記，凡百四篇，傳於世。
論曰：意氣之感，士所不能忘也。流極之運，有生所共深悲也。當伯喈抱鉗扭，徙幽裔，仰日月而不見照燭，臨風塵而不得經過，其意豈及語平日幸全人哉！及解刑衣，竄歐越，潛舟江壑，不知其遠，捷步深林，尚苦不密，但願北首舊丘，歸骸先壟，又可得乎？董卓一旦入朝，辟書先下，分明枉結，信宿三遷。匡導既申，狂僣屢革，資《同人》之先號，得北叟之後福。屢其慶者，夫豈無懷？君子斷刑，尚或為之不舉，況國憲倉卒，慮不先圖，矜情變容，而罰同邪黨？執政乃追怨子長謗書流後，放此為戮，未或聞之典刑。
贊曰：季長戚氏，才通情侈。苑囿典文，流悅音伎。邕實慕靜，心精辭綺。斥言金商，南徂北徒，籍梁懷董，名澆身毀。
《後漢書》 南朝宋·范曄