Truyền thuyết chòm sao Xử Nữ cũng bắt nguồn từ thần thoại Hy Lạp. Có hai dị bản nói về thần thoại này, dù hai câu chuyện có phần khác nhau về nội dung, song ý nghĩa của chúng vẫn diển tả được tính cách và hình tượng của Xử Nữ

Câu chuyện thứ nhất

Truyền thuyết chòm sao Xử Nữ kể rằng, tại thời đại chưa có mùa màng. Demeter, nữ thần Mùa màng cai quản tất cả cây trái của nhân gian, chỉ có một người con gái duy nhất với Zeus là nàng Persephone xinh đẹp. Một hôm, khi nàng Persephone đang mải hái hoa ngoài đồng thì mặt đất bỗng mở rộng ra và Hades, vua của Địa ngục, xuất hiện, bắt nàng đi trên một cỗ xe ngựa màu đen. Quá đau buồn và thương nhớ con gái yêu quý của mình đã bị mang về Địa ngục, Demeter bỏ đi ở ẩn trong một hang động.

Kể từ khi không có bà, chẳng còn hoa trái nào có thể lớn lên nữa và mặt đất trở nên khô cằn, hoang vắng vô cùng. Zeus thấy vậy bèn ra lệnh cho Hades trả Persephone lại cho Demeter. Nhưng trong thời gian bị giam giữ, Persephone trót ăn ba hạt của quả lựu, và bất kì ai đã nếm thứ gì của Địa ngục đều phải chịu số phận phải sống ở đó. Do luật lệ nghiêm khác của Địa Ngục nên Persephone chỉ có thể về Trần Gian sống với mẹ 3 tháng. 3 tháng đầu tiên trong năm là lúc Persephone được về với mẹ. Được gặp lại con, Demeter rất vui nên bà làm cho cây trái nở rộ và hoa nở khắp nơi để chào đón sự trở về Trần Gian của Persephone, đó là mùa Xuân. 3 tháng kế tiếp là lúc bà phải xa con nên bà khóc lóc buồn bã làm mưa bão khắp nơi nên 3 tháng kế tiếp được gọi là mùa Hạ. Lòng nhớ thương con quá mức nên Demeter không màng đến việc coi sóc mùa màng nên làm cây cối khô héo cằn cõi, đó được gọi là mùa Thu. Và 3 tháng cuối năm được gọi là mùa Đông vì bà trốn trong nhà khóc lóc, buồn bã vì nhớ mong con của mình.
Và từ đấy Trái Đất có những mùa khác nhau. Persephone được gọi là nữ thần mùa Xuân. Hình tượng chòm sao Xử Nữ thường là đại diện cho Demeter. Đó là lý do vì sao chòm sao này luôn thể hiện một người phụ nữ đang cầm một bó lúa chín vàng, thể hiện cho sự thu hoạch, chăm sóc, màu mỡ và tươi tốt.
Câu chuyện thứ hai
Hai câu chuyện này cũng tồn tại song song, Xử Nữ là chòm sao trinh nữ. Dĩ nhiên người mẹ Demeter không phải là một trinh nữ. Câu chuyện này lý giải điều đó.
Theo thần thoại Hy Lạp trong "Thời đại vàng", các nam thần và nữ thần sống trên Trái Đất chung với con người (toàn đàn ông). Mọi việc thay đổi khi bắt đầu kỷ nguyên Olympia. Zeus là nhà cai trị khắc nghiệt của kỷ nguyên này. Ông xem con người là sinh vật hạ đẳng, không phải thần và thích đối xử với con người như thú vật. Prometheus, một người Titan bảo vệ cho loài người, chống lại Zeus. Anh ăn cắp cả lửa của Olympia và giao nó cho con người.
Tức giận, Zeus xích Prometheus trên đỉnh dãy núi Caucasus và để một con diều hâu mỗi ngày lại đến mổ bụng, ăn lá gan của Prometheus. Để trả thù loài người, Zeus phái Pandora, người đàn bà đầu tiên xuống trần làm vợ của em trai Prometheus. Cậu em vì quá yêu quý Pandora nên đã bỏ ngoài tai lời khuyên của người anh. Và Pandora, với tính tò mò của mình, đã mở chiếc độc bình mà người chồng đã căn dặn là không được mở. Chiếc độc bình chứa trong đó mọi sự xấu xa: bệnh tật, chết chóc...
Người Hi Lạp cổ tin rằng phụ nữ là nguồn gốc của sự độc ác và mọi điều rắc rối. Chiếc hộp Pandora (Pandora's box) là biểu tượng cho việc con người bị hư hỏng do đàn bà và chiếc hộp đó chứa bên trong các con quỷ xấu xa. Sau khi Pandora thả chúng ra, số thần thánh còn lại trên Trái Đất lập tức chuyển đến thiên đường Olympus. Astraea là vị thần cuối cùng ra đi. Nàng là con gái của Zeus và Themis đồng thời là chị của Pudicitia tức thần khiêm tốn. Astraea là nữ thần của công lý, đức hạnh, đồng trinh, sự ngây thơ và trong sạch. Dù sống trên thiên đường nàng vẫn hy vọng có ngày trở lại trái đất. Chòm sao Xử Nữ là biểu tượng của nàng.