Bila jeRejina iKronova kći,Hestijina,Herina,Hadova iPosejdonova sestra, a također iZeusova sestra. Kao i njenu braću i sestre, sustigla ju je ista sudbina, njezin ju je otac progutao bojeći se moguće pobune. Demetra je i dalje, kao i ostali bogovi, živjela u njegovoj utrobi sve dok je nije oslobodio Zeus, njezin najmlađi brat koji je izmaknuo toj sudbi i proglasio se vrhovnim božanstvom. Dodijelio joj je brigu za plodnost zemlje te je ona naučila ljude obradi zemlje i tako promijenila ljudsko društvo koje je dotada bilo orijentirano samo na stočarstvo i lov.
Demetra je Zeusu rodila kćerPerzefonu. Kad se ona igrala snimfama na livadi, pod njom se otvorila zemlja te se iz ponora pojavio Had i oteo je. Had ju je duboko volio i nije ju htio pustiti iz podzemnoga svijeta. Demetra je čula krik njezine kćeri i potrčala u pomoć, ali je već bilo kasno. Demetra je lutala svijetom devet dana bez hrane i pića, sve dok jojHelije (Sunce) nije otkrio što se s Perzefonom dogodilo. Nesretna je majka pošla naOlimp i zatražila od Zeusa da joj pomogne. Za to se vrijeme Had oženio Perzefonom i dao joj da kuša zrnašipka (kad bi netko kušao nešto iz podzemnoga svijeta, više se nije mogao vratiti na Zemlju). Demetra se potom zatvorila u svojhram u Eleuzini te na svijet poslala neplodnost uzrokovavši velike neizdržive katastrofe i za ljude i za bogove. Zeus je odlučio umiješati se te je odredio da Perzefona trećinu godine živi u podzemnome svijetu s Hadom, a ostatak godine na Zemlji. Tako da Demetra tugujući na zimu Zemlji daje neplodnost dok joj kći odlazi uHad, a kad se vrati, odijeva prirodu u zelenilo i cvijeće. Tako su nastala godišnja doba. Prema drugom mitu, godišnja su doba Hore.
Demetra (lijevo), Triptolem (u sredini) i Perzefona (desno),grčka vaza
Triptolema, sina eleuzinskog kralja Keleja Demetra je naučila uzgajati biljke, kao zahvala za to što su je Triptolemovi roditelji ugostili u svome domu dok je tugovala za Perzefonom, premda oni nisu znali da su primili božicu. Podala mu je zrnježita i naučila ga orati te mu je rekla da to umijeće širi dalje.
Drugom je Kelejevu sinu, Demefontu, namjeravala podati besmrtnost uronivši ga u vatru. No, tada je naišla njegova majka Metanira i kriknula puna užasa. Na to se Demetra prestraši, ispusti dječaka u vatru, a on izgori. Nakon njezina odlaska, u Eleuzini je sagrađeno svetište u njezinu čast, koje je poslije postalo središte Demetrina kulta.
U starijem obliku morske božice, Demetra je bila predmetPosejdonove požude. Ona mu je odolijevala i sakrila se u krdokonja. Posejdon se pretvorio u pastuha i navalio na nju. Demetra je zbog toga bila bijesna i otišla je oprati svoj gnjev u rijeku Ladon. Posejdonu je rodila jednu kćiDespenu i konjaAriona scrnom grivom. Zato je uArkadiji Demetra često bila štovana kao božica s konjskom glavom, što je slično egipatskim božicama.