Pénélope, fille d'Icarius, frère de Tyndare, roi de Sparte, fut recherchée en mariage, à cause de sa beauté, par plusieurs princes de la Grèce. Son père, pour éviter les querelles qui auraient pu éclater entre les prétendants, les obligea à en disputer la possession dans des jeux qu'il leur fit célébrer. Ulysse fut vainqueur, et la princesse lui fut accordée.

Pendant les vingt années d'absence d'Ulysse, durant et après la guerre de Troie, Pénélope lui garda une fidélité à l'épreuve de toutes les sollicitations. Sa beauté attira à Ithaque une centaine de prétendants. Elle sut toujours éluder leur poursuite et les déconcerter par de nouvelles ruses. La première fut de s'attacher à faire sur le métier un grand voile, en déclarant aux poursuivants qu'elle ne pouvait contracter un nouveau mariage avant d'avoir achevé ce voile destiné à envelopper le corps de son beau-père Lærte, quand il viendrait à mourir. Ainsi, pendant trois ans, elle allégua cet ingénieux prétexte, sans que sa toile s'achevât jamais ; car elle défaisait la nuit ce qu'elle avait fait le jour : de là est venu le proverbe, « la toile de Pénélope », dont on se sert en parlant des ouvrages auxquels on travaille sans cesse et qu'on ne termine jamais.

Quand on vint dire à Pénélope que son époux était de retour, elle refusa de le croire, craignant qu'on ne voulût la surprendre par des apparences trompeuses ; mais, après qu'elle se fut assurée, par des preuves non équivoques, que c'était réellement Ulysse, elle se livra aux plus grands transports de joie et d'amour.

Après la mort d'Ulysse, elle épousa Télégone, selon les uns ; mais, selon d'autres, elle se retira à Sparte, et finit ses jours à Mantinée. On la cite comme un modèle de fidélité conjugale.

Certains mythologues ont confondu, par erreur, la reine d'Ithaque avec la nymphe Pénélope, mère du dieu Pan.