蔡京对宋徽宗的知遇之恩感激涕零，决心以死为报。他上台伊始，便迅速掀起一场轰轰烈烈的崇宁变法热潮，国家面貌很快就焕然一新。崇宁五年二月，任相不足四年的蔡京因专权而被宋徽宗罢相。蔡京在政治上一贯很强势，虽然相位已退，但他在朝内精心构筑起的人脉关系还在。
仅仅十个月之后，即崇宁五年十二月，蔡京便复出，第二次任相。一直到大观三年六月，“京专国日久，公弼等交论其奸，上亦厌京”，遂二次罢相。这年蔡京已六十三岁，这年冬天他正式办理了退休手续，他以为自己从此可以告别政坛了。他虽然已经下台，但仍不断遭到政敌的攻击，他被迫离开东京，到杭州居住。
政和二年二月，蔡京忽然接到宋徽宗御笔手诏：“太子太师致仕蔡京两居上宰，辅政八年，首建绍述，勤劳百为，除秩居外，荐历岁时，况元丰侍从被遇神宗者，今则无几，而又累经恩霈，理宜优群，可特复蔡京太师，仍旧楚国公致仕，于在京赐第居住。”蔡京喜出望外，举家又迁回东京。四月，宋徽宗在内苑太清楼宴请蔡京，“辅臣亲王皆与焉”，令蔡京感动不已。
蔡京后来给宋徽宗上奏道：“政和二年三月八日，皇帝制诏，臣京宥过省愆，复官就第，命四方馆使、荥州防奭使童师敏赉诏召赴阙，臣京顿首辞，继被御劄手诏十，责以大义，惶恐上道。于是，饮至于郊，曲宴于垂拱殿，祓禊于西池，宠颁恩渥，念无以称。”五月，宋徽宗又下诏，令太师蔡京落致仕，三日一至都堂议事。于是，蔡京第三次出任宰相。
蔡京第三次出任宰相，是时间最长的一次，也是蔡京人生最辉煌的时期，亦是宋徽宗时代最辉煌的时期，甚至可以说是整个北宋最顶峰最鼎盛的时期。
蔡京的第三次罢相，与收复燕云战略有关。宋徽宗刚开始启动“联金灭辽收复燕云”这一战略时，蔡京是极力赞成并积极推动的，但后来他的态度发生了转变。主要原因就是，他“见天下已匮乏，边境无备”，心里有所忧惧。有一次，宋徽宗在禁中曲宴宰执，酒酣后大家一起泛舟。宋徽宗忽然发给童贯一张纸片，令他告诉蔡京，请大家对收复燕云之事进行表态，如果同意就在纸片上签名。蔡京等人皆错愕，蔡京当场拒绝签名，说：“容仔细面陈，难便书名。”
四年之后，蔡京又被宋徽宗请出来，第四次任相，可蔡京此时年已八十，已“目盲不能书字，足蹇不能拜跪”。凡需蔡京所签署之文件，他皆让季子蔡绦“为之”，甚至连上朝奏事也由蔡绦来代替。蔡绦每次上朝，“侍从以下皆迎揖，呫嗫耳语，堂吏数十人抱文书以从”。蔡绦的趾高气扬和耀武扬威，引起众大臣的强烈不满。最为不满的是白时中与李邦彦，他们身为宰相，但几乎没有处理任何公务的权利，他们只能按照蔡绦签发的文书来处理事务。
蔡京特别喜欢小儿子蔡绦，作为蔡京大儿子的蔡攸感到无法容忍。虽然朝中大臣对蔡绦畏之如虎，但蔡攸