蔡元培在婚姻上可谓命运多舛，他一生经历了三次婚姻，由“六礼”到中西合璧，再到婚姻自由、平等，其间充满了传奇色彩。
蔡元培读书很用功，17岁便考中秀才，因此被本乡富商、藏书家徐树兰请至家中与其子伴读。在这期间，蔡元培结识了上虞宿儒王佐的妹妹王惠如，两人情投意合。不料王母嫌蔡元培家境清贫，遂借口蔡元培“非寿者相”，不同意这门亲事。无奈之下蔡元培只好遵父母之命，娶同窗好友薛朗轩之姨妹王昭为妻。婚后7日蔡元培应科试，位列第一，接着又乡试中举。消息传到王家，王母非常后悔，王惠如则因受此打击，一年后抑郁而终。此后蔡元培每念及这段感情，都会感到十分难过。
蔡元培的第一位夫人王昭大蔡元培一岁，有洁癖，凡她用的东西，如坐席、食器、衣巾等都严禁别人触摸。王昭持家极节俭，蔡元培却生性豪放、不拘小节，因此两人常为一些琐碎小事而发生口角。后来王昭陆续为蔡元培生下两个儿子（长子阿根早年夭亡、次子无忌曾留法读博），夫妻关系才慢慢好转。可惜好景不长，王昭就因肝疾离开了人世。蔡元培悲痛不已，作联哀挽：“自由主义君始与闻，而未能免俗，天足将完，鬼车渐破，俄焉属纩，不堪遗恨竟终身。”
王昭去世时蔡元培刚满32岁，因此前来为他说媒的人络绎不绝。为此蔡元培写了一张续聘条件书，贴于自家墙壁之上：第一，天足（不缠足）；第二，识字；第三，男子不得娶妾；第四，夫妇意见不合，可以解约（离婚）；第五，丈夫死后，妻子可以改嫁。面对这份骇世惊俗的征婚启事，许多人吓得退避三舍。而蔡元培这样做无非是想向社会表明他要为自己做主，求得一个如意自由的婚姻。
后来在别人的撮合下，蔡元培结识了江西女子黄仲玉。1901年11月22日，蔡元培与黄仲玉在杭州西子湖畔举行了他一生中的第二次婚礼。与第一次旧式婚礼不同，这次婚礼可谓中西合璧。蔡元培用红幛缀成“孔子”二字，代替悬挂三星画轴的传统，并且一扫以往的繁琐仪式，只举行了一个小型的演说会来代替闹洞房。蔡元培此举意在改革社会风气，破除封建陋俗，提倡男女平等。
黄仲玉与蔡元培共同生活了20个春秋，为蔡元培生下了长女威廉、三子柏龄。1921年1月9日，蔡元培在由法国前往瑞士的途中得到夫人去世的噩耗，悲痛欲绝中写下了一篇荡气回肠、催人泪下的不朽祭文《祭亡妻黄仲玉》：“呜呼仲玉，竟舍我而先逝耶！自汝与我结婚以来，才20年，累汝以儿女，累汝以家计，累汝以国内、国外之奔走，累汝以贫困，累汝以忧患，使汝善书、善画、善为美术之天才，竟不能无限之发展，而且积劳成疾，以不能尽汝之天年。呜呼，我之负汝何如耶！……”
黄仲玉过世后，身边的亲友不忍看蔡元培孑然一身，于是便张罗着为他续弦。可是让人们意想不到的是，这时蔡元培提出的条件更加“苛刻”：第一、本人要具备相当的文化素养；第二、年龄略大；第三、须熟谙英语而能成为工作助手者。蔡元培原想凭借这几个条件可以将亲友唬回去了，没想到昔日故友、浙江兴业银行总经理徐新六却一脸灿然地满口答应下来：“没问题，没问题，并且我还可以给您再增补几个条件：第四是贤惠且极富爱心；第五相貌可人，亲切，勤勉；第六……”徐新六为蔡元培介绍的是蔡元培昔日的学生、时年33岁尚待字闺中的江宁才女周峻。1923年7月10日，蔡元培和周峻在苏州留园举行了简朴而新式的婚礼。婚后10天，蔡元培携周峻及子女离沪奔赴比利时首都布鲁塞尔，开始了他多灾多难、命途多舛的晚年人生。