朱熹辦書院講學，很有點名氣。當時有個名叫蔡元定的年輕人，博學強記，精通術數，聽說朱熹才氣過人，因此幾度慕名而來，想拜朱熹為老師。朱熹為了考考他的學問，便向他提了很多問題，不料他卻回答得圓滿自如，毫無差錯。原來，蔡元定生來就很聰明，8歲會作詩，每天能記幾千字。元定的父親讀過很多書，常教給他很多不同流派的著作理論。廣博的知識使元定分析問題尤其精細深微。
朱熹見到這位富有才華的學生，心裡暗自驚喜，連忙召入家裡，對坐傾談，還客氣地說：「你是我的老友，不應當排在弟子之列。」此後，他們經常一起對榻談論各種經黃的深奧含義，有時甚至一直談到深夜，蔡元定在朱熹的教誨下，知識也日益深廣，成為朱熹的得意門生，每當各地有人來求學，朱熹都讓他們先跟蔡元定學習，由蔡元定來審核他們。
元定對於書本無所不讀，對於事物無所不究，對圖書、禮樂、制度無不精通。古書奇辭奧義，別人無法通曉，他一過目就能解釋。後來，朱熹疏釋《四書》、《易詩傳》與《通鑒綱目》，都先與元定反覆商討擬訂。朱熹對人說：「造化微妙，只有深通事理的人才能認識。我和元定談論，真是感到不能滿足啊！」