元定对于书本无所不读，对于事物无所不究，对图书、礼乐、制度无不精通。古书奇辞奥义，别人无法通晓，他一过目就能解释。后来，朱熹疏释《四书》、《易诗传》与《通鉴纲目》，都先与元定反复商讨拟订。朱熹对人说：“造化微妙，只有深通事理的人才能认识。我和元定谈论，真是感到不能满足啊！”
朱熹见到这位富有才华的学生，心里暗自惊喜，连忙召入家里，对坐倾谈，还客气地说：“你是我的老友，不应当排在弟子之列。”此后，他们经常一起对榻谈论各种经黄的深奥含义，有时甚至一直谈到深夜，蔡元定在朱熹的教诲下，知识也日益深广，成为朱熹的得意门生，每当各地有人来求学，朱熹都让他们先跟蔡元定学习，由蔡元定来审核他们。
朱熹办书院讲学，很有点名气。当时有个名叫蔡元定的年轻人，博学强记，精通术数，听说朱熹才气过人，因此几度慕名而来，想拜朱熹为老师。朱熹为了考考他的学问，便向他提了很多问题，不料他却回答得圆满自如，毫无差错。原来，蔡元定生来就很聪明，8岁会作诗，每天能记几千字。元定的父亲读过很多书，常教给他很多不同流派的著作理论。广博的知识使元定分析问题尤其精细深微。
