La costellazione raffigura uno dei più famosi eroi greci della mitologia. In cielo Perseo è posto in un largo cerchio che include i protagonisti del suo mito: Cefeo, Cassiopea, Andromeda e Pegaso. 
Perseo era figlio di Zeus e di Danae, a sua volta figlia del Re Acrisio di Argo. Quest'ultimo, preoccupato da un oracolo che aveva predetto la sua morte ad opera di un suo nipote, rinchiuse sua figlia in una prigione. Zeus, però, riuscì ugualmente ad ingravidare Danae trasformandosi in pioggia dorata che entrò nella cella dove era stata rinchiusa e si depositò dolcemente su di lei. Perseo nacque ed Acrisio sigillò madre e figlio in una cassa di legno che gettò in mare. Zeus fece in modo che la cassa si arenasse nella spiaggia dell'isola di Serifo, dove un pescatore, Ditti, la trovò, liberando i due ormai stremati dalla fame e dalla sete. Il pescatore offrì loro ospitalità ed allevò Perseo come un figlio suo. Il fratello del loro salvatore era Polidette, il Re dell'isola, che si innamorò di Danae e la volle come sua sposa. Quest'ultima però non ne voleva sapere e Perseo fu costretto ripetutamente a difenderla dai suoi tentativi di seduzione. Polidette architettò dunque un piano per disfarsi di Perseo: gli fece credere di non volere più sua madre e che voleva sposare invece Ippodamia, la figlia del Re Enomao, ma per questo aveva bisogno di cavalli da dare come dono nuziale. Non avendo Perseo il denaro per comprare un cavallo, per scherzo disse al Re che era persino disposto a portargli la testa di Medusa, pur di levare la madre dalle sue mire: Polidette approfittò delle incaute parole dell'eroe e gli chiese di portare a termine proprio quell'impresa.
Medusa, Steno ed Euriale, erano le Gorgoni: tre orribili sorelle figlie di Forco, un dio del mare, e di sua sorella Ceto. Esse avevano il potere di pietrificare chiunque le avesse guardate in faccia. Medusa, unica mortale tra le tre, un tempo era una bellissima fanciulla dalla chioma fulgida ma un giorno venne violentata da Poseidone nel tempio di Atena, che, furiosa per la profanazione del suo tempio, condannò lei e le sorelle alla bruttezza eterna e trasformò i suoi bellissimi capelli in serpenti.
Polidette sperava nella morte di Perseo, ma qualora l'eroe fosse riuscito nell'impresa, avrebbe comunque ottenuto la testa di Medusa che avrebbe usato come arma per avallare il suo potere. Perseo, però, era figlio del padre degli dei e ottenne dall'Olimpo un arsenale portentoso: Atena gli diede uno scudo di bronzo, Efesto, una spada di diamante, Ade, un elmo magico che lo rendeva invisibile e infine Ermete gli diede dei sandali alati con cui raggiunse in volo la terra delle tre famigerate sorelle. Laggiù trovò dormienti le altre due Gorgoni dalle quali riuscì a non farsi vedere grazie al suo elmo magico. Giunto al cospetto di Medusa, le diede subito le spalle, affinché non rimanesse pietrificato, e aiutandosi con l'immagine riflessa sul lucidissimo scudo, tagliò di netto la testa della donna. Dal corpo decapitato saltarono fuori Pegaso e il guerriero Crisaore, frutti della relazione con Poseidone. Perseo raccolse la testa e fuggì immediatamente per evitare le altre due sorelle. Durante il viaggio di ritorno, sorvolando la Libia, dalla testa caddero delle gocce di sangue che si trasformarono in serpenti e che popolarono il deserto. Le condizioni avverse del vento lo costrinsero a sostare nel regno di Atlante: quest'ultimo, timoroso di un oracolo che aveva predetto il furto delle sue mele d'oro da parte di un figlio di Zeus, respinse Perseo, non sapendo che invece l'oracolo si riferiva ad Ercole. Allora l'eroe offeso mostrò ad Atlante la testa della Gorgone, trasformandolo nella catena montuosa che prende oggi il suo nome. Continuando il suo viaggio si trovò nella terra del Re Cefeo, dove salvò la figlia di quest'ultimo, la bellissima Andromeda, incatenata e destinata al sacrificio per calmare la furia del mostro che aveva sconvolto il regno (vedi Andromeda e Cassiopea). In seguito finalmente giunse nell'isola di Serifo, raggiunse il Re Polidette che in sua assenza aveva intensificato la sua tirannia, e lo pietrificò insieme ai suoi seguaci. Ditti divenne Re e Perseo sposò Andromeda, da cui ebbe molti figli (alcuni dicono che i re di Persia siano discesi appunto da Perses). Intanto il nonno dell'eroe, Acrisio, venne effettivamente ucciso dal nipote, come l'oracolo aveva predetto, ma solo per sbaglio durante una gara di lancio col disco.
La stella più brillante è Alfa Persei, detta anche Algenib o Mirfak (rispettivamente "fianco" e "gomito" in arabo). In corrispondenza della testa di Medusa che l'eroe tiene nella mano sinistra c'è Beta Persei, cioè Algol, dall'arabo "ras al ghul", che significa "la testa del demonio": essa in realtà è costituita da due stelle molto vicine tra loro che girano una intorno all'altra e che si eclissano a vicenda provocando una variazione costante di luminosità.