Греческие мифы называют Агамемнона одним из героев Троянской войны, предводителем греческого войска.

Отец Агамемнона — Атрей, мать — Аэропа. Атрей, микенский царь, был убит Эгисфом, после чего Агамемнону и его брату Менелаю пришлось покинуть город и бежать в Этолию. Но скоро они восстановили свою власть благодаря помощи царя Спарты Тиндарея, который вступился за них. Агамемнон женился на Клитеместре, дочери Тиндарея, и стал править Микенами. Жена родила ему трех дочерей и сына Ореста.

Военные подвиги Агамемнона наиболее подробно описываются в «Илиаде» Гомера. Но из этого же сочинения можно узнать и об отрицательных качествах царя: высокомерии, упрямстве, несправедливости.

После того как Парис похитил Елену, жену Менелая, бывшие женихи этой красавицы объединились в войско и отправились в военный поход на Трою. Агамемнона как старшего брата обманутого мужа выбрали предводителем, но отрицательные качества его характера послужили причиной многих несчастий, случившихся не только с самим Агамемноном, но и с его войском. Например, однажды царь подстрелил на охоте лань и громко заявил, что его меткости должна завидовать сама богиня охоты Артемида. Услышав это, Артемида разозлилась и наслала на флот Агамемнона свирепый ветер. Кораблям так и не удалось выйти из Авлида. Пришлось Агамемнону усмирить свою гордыню и принести Артемиде в жертву свою дочь Ифигению.

Воины пришли к стенам Трои, но не смогли войти в город. Тогда они принялись разорять окрестности, что привело к новым бедам. Агамемнон похитил дочь Хриса, жреца Аполлона. Отец предлагал похитителю большой выкуп, но царь отказался вернуть ее. Хрис обратился за помощью к Аполлону, и тот наслал на воинов моровую язву. После того как открылись причины болезни, Ахилл потребовал возвращения девушки отцу. Агамемнон вернул ее, но вместо этого присвоил себе пленницу Брисеиду, которая по праву военного трофея досталась Ахиллу. После этого Ахилл отказался вести военные действия, и троянцы нанесли армии греков огромный урон.

Грекам все же удалось выиграть войну: они вошли в город и разорили его, после чего отправились в обратный путь. Дорога Агамемнона в Микены наиболее подробно описывалась в эпической поэме «Возвращение», написанной в VII веке до н. э. и не сохранившейся до наших дней, а также в произведении Стесихора под названием «Орестея».

Эти произведения повествуют о том, что Агамемнон в результате военного похода на Трою получил сокровища и Кассандру, дочь последнего троянского царя. Но на родине он нашел смерть. Один из наиболее древних мифов рассказывает о том, что Агамемнон погиб от руки одного из своих врагов, Эгисфа. За время отсутствия царя Эгисф соблазнил его жену и решил завоевать престол, устранив соперника. Эгисф убил Агамемнона прямо на праздничном пиру. Позднее, примерно в середине VI века до н. э., получила распространение другая легенда, согласно которой сама Клитеместра убила мужа, отомстив таким образом за смерть дочери, которую Агамемнон принес в жертву богине Артемиде. Жена встретила Агамемнона с притворной радостью, ничем не выдавая своих чувств. Позднее, когда царь находился в ванне, Клитеместра накрыла его тяжелым покрывалом и три раза ударила мечом.