在《三國演義》和影視舞台上，曹丕的形象不算好。他刻薄寡恩，陰險毒辣，心胸狹窄，不學無術，似乎除了會搞陰謀、耍權術之外，其他的什麼都不會。
其實，從史書記載來看，曹丕實際上是一個文武雙全之人，他既是一位政治家，也是一個文學家，同時武功也不錯。
《三國志》記載，曹操一生，共有二十五個兒子。長子曹昂，雖是曹操小妾劉夫人所生，但是由曹操正妻丁夫人撫養長大的，丁夫人沒有子女，視曹昂為已出，曹昂算做嫡子了。曹昂十分優秀，二十歲時被舉為孝廉。
曹操對曹昂十分器重，悉心培養，不料，曹昂在南征張繡時不幸陣亡了。丁夫人哭得死去活來，不肯原諒曹操，與曹操大鬧後離開了他。曹操又娶了卞夫人為正妻，卞夫人生了曹丕、曹彰、曹植、曹熊四個兒子，曹丕就成嫡長子了。
裴松之在《三國志》補註中，引用《魏書》記載說，曹丕自幼天資聰穎，勤奮好學，八歲就能作詩。曹丕在少年時期，就通讀博覽古今經傳和諸子百家之書，滿腹學問，才華橫溢。
後來，曹丕成為三國時期傑出的詩人，與曹操、曹植並稱為「建安三曹」。曹丕的《燕歌行》，是中國現存最早的文人七言詩，對後世七言詩的創作影響很大。曹丕的五言詩和樂府，也清綺動人，文采飛揚，曹丕共有四十多首詩歌流傳後世。另外，曹丕還擅長散文和作賦，他創作各類散文一百七十多篇，賦二十八篇。
此外，曹丕在文學理論方面也有突出的成就。他的《典論·論文》，是中國最早的文學理論與批評著作，開創了文學批評之風氣，被譽為中國文學批評之祖。曹丕在中國文學史上占有重要地位，魯迅先生在講文學史的時候，甚至把魏晉時期稱之為曹丕時代。
曹丕不僅能文，而且能武。曹丕在《典論·自敘》中說，由於曹操是武將出身，又處在兵荒馬亂之際，所以要求兒子們從小習武防身。曹丕六歲時就學會了射箭，八歲時可以騎馬射箭。
曹丕從十歲開始，就跟著曹操征戰四方。公元197年，曹操在南征張繡時，遭遇大敗，長子曹昂、侄子曹安民、衛士典韋均戰死。當時曹丕年僅十歲，也在軍中，他十分機警，乘一匹快馬，趁亂逃脫了。長年的軍旅生活，鍛鍊了曹丕強健的體魄，增長了他的才幹。
曹丕的武功很好，他的箭術和騎術，都堪稱一流。史書說曹丕的箭術，達到了「逐禽輒十里，馳射常百步」的程度，幾乎可以百步穿楊了。曹丕曾經與一名叫鄧展的武林高手比武，結果打敗了對手。
曹丕還悉心學習兵法，對軍事很有研究。劉備與孫權進行夷陵之戰的時候，劉備連營七百里。曹丕知道後，哈哈大笑，對人們說：「劉備不懂軍事，犯了兵家大忌。等著吧，孫權的捷報就要到了。」果然，七天之後，劉備大敗，孫權送來了報捷文書。
公元211年，二十四歲的曹丕被任命為五官中郎將，置官屬，為丞相的副手。五官中郎將級別不是很高，並沒有資格配備下屬官員，但曹丕卻能夠設置下屬官員，而且還做為丞相的副手，明眼人一看便知，這是曹操在培養曹丕，準備讓他接班了。
不過，好事多磨。後來，曹植以風流文采而展露頭角，深受曹操喜愛，曹操在接班人的問題上，出現了猶豫。據史書記載，曹操在私下裡至少當面徵求過崔琰、毛玠、賈詡、邢顒等幾個大臣的意見，甚至還用密封的信函，廣泛徵求官員們的意見，相當於現在的民主推薦。曹操的猶豫不決，使曹丕的地位出現了危機。
曹丕和曹植，是一母同胞，但在利益面前，顧不上親情了。兄弟倆暗中較勁，各顯神通，大臣們自然也分成了兩派。擁護曹丕的，有賈詡、司馬懿、崔琰、毛玠、吳質、陳群等人；擁護曹植的，有丁儀、丁廙、楊修、楊俊、孔桂等人。曹丕的陣營里，多數是有名的謀士和政治家；而曹植的陣營里，多數是文學家。書呆子們自然鬥不過政治家，最終曹丕勝出，曹植敗北。
公元217年，曹丕被立為魏王太子，確立了他的儲君地位。曹丕能夠得到眾多謀士和政治家的支持，這表明，曹丕決不是平凡之輩。曹操最終選擇讓曹丕接班，也是有道理的。