처녀자리가 정확히 누구를 뜻하는지는 정확하지 않다. 역사 속에서는 거의 대부분의 유명한 여신과 관련되었다. 이시타르(Ishtar), 이시스(Isis), 퀴벨레(Cybele), 성모 마리아, 아테나(Athena) 등이 그 예이다. 처녀자리는큰곰자리,작은곰자리와 함께칼리스토의 전설의 일부가 되어 칼리스토나헤라로 여겨지기도 했다.페르세포네가 언급되기도 하는데, 그녀가 지하세계로부터 올라오는 시기라고 믿어지는 봄에 처녀자리를 볼 수 있다. 페르세포네는 일부 신화, 특히엘레우시스 신비 가르침에서는 데메테르로 여겨졌다.
일부 해석에서는, 이 별자리는제우스신과테미스(Themis)여신의 딸 아스트라이아(Astraea)로 묘사된다. 이는 아스트라이아는 정의의 여신으로 알려져 있으며, 정의의 저울인천칭자리가 주변에 있기 때문이다. 아스트라이아는, 신들이 인간과 함께 사이 좋게 살다가 인간들이 다투기만 하여 한 명씩 떠날 때에 마지막으로 남아 있던 정의와 천문의 여신으로, 인간에게 정의를 가르쳤으나 결국 실망하여 스스로 하늘에 올라 별자리가 되었다고 한다.또 대지의 여신 데메테르의 딸 페르세포네에관한 이야기도 있다. 페르세포네는 지하세계의 왕인 하데스의 마음을 사로잡을 정도로 아름다운 여인이었다. 페르세포네의 아름다움에 반한 하데스는 그녀를 납치하여 자신의 아내로 삼았다. 페르세포네는 지하세계에서 부족할 것 없는 생활을 하였지만 가끔씩 땅 위의 풍경들을 생각할 때면 깊은 슬픔에 잠기곤 하였다. 한편 페르세포네가 지하세계로 납치 된 후 딸을 잃은 데메테르는 비탄에 빠졌고 토지의 여신이 슬퍼하자 대지는 황폐해젔고 사람과 동물들이 살 수 없는 지경에 이르게 되었다. 신들의 왕인 제우스는 이를 방관할 수 없어 지하세계의 왕이자 자신의 형인 하데스를 설득하였다. 결국 제우스의 도움으로 페르세포네는 일년의 반 동안만 지하세계에 있고 나머지 반은 지상에서 어머니와 함께 지낼 수 있게 되었다. 딸을 만나게 되어 데메테르의 슬픔이 가시게 되면 땅은 다시 활기를 찾게 된다. 봄이 되면 동쪽 하늘로 떠오르는 처녀자리는 지하세계에서 지상으로 올라오는 페르세포네의 모습 인 것이다.