Dem griechischen Mythos zufolge rühmte sich Niobe ihrer Überlegenheit gegenüber Leto, weil die Göttin nur zwei Kinder hatte, die Zwillinge Apollo und Artemis, während Niobe vierzehn Kinder (die Niobiden) hatte, sieben männliche und sieben weibliche. Ihre berühmte Rede, die die Empörung der Göttin hervorrief, lautet wie folgt:
Es war anlässlich des jährlichen Festes zu Ehren Latonas und ihrer Nachkommen, Apollo und Diana, als die Menschen von Theben versammelt waren, ihre Brauen mit Lorbeer gekrönt, Weihrauch zu den Altären trugen und ihre Gelübde ablegten, da erschien Niobe in der Menge. Ihr Gewand war prächtig mit Gold und Edelsteinen geschmückt, und ihr Gesicht war so schön, wie das Gesicht einer zornigen Frau nur sein kann. Sie stand da und betrachtete das Volk mit hochmütigem Blick. „Welche Torheit“, sagte sie, „ist das, Wesen, die ihr nie gesehen habt, denen vorzuziehen, die vor euren Augen stehen? Warum sollte man Latona mehr verehren als mich? Mein Vater war Tantalus, der als Gast an der Tafel der Götter empfangen wurde; meine Mutter war eine Göttin. Mein Mann hat diese Stadt, Theben, erbaut und regiert sie, und Phrygien ist mein väterliches Erbe. Wohin ich meine Augen auch richte, sehe ich die Elemente meiner Macht; auch meine Gestalt und mein Auftreten sind einer Göttin nicht unwürdig. Zu all dem füge ich hinzu, dass ich sieben Söhne und sieben Töchter habe und nach Schwiegersöhnen und Schwiegertöchtern Ausschau halte, die meines Bundes würdig sind. Habe ich nicht Grund zum Stolz? Willst du mir diese Latona, die Tochter des Titanen, mit ihren zwei Kindern vorziehen? Ich habe siebenmal so viele. Glücklich bin ich in der Tat, und glücklich werde ich bleiben! Will das jemand leugnen?
Artemis tötete Niobes Töchter, und Apollo tötete Niobes Söhne, als sie sich in der Leichtathletik übten, wobei der letzte um sein Leben bettelte. Die Leichen ihrer Kinder lagen neun Tage lang unbestattet, denn Zeus hatte die Menschen in Stein verwandelt; am zehnten Tag wurden sie von den Göttern begraben. Am zehnten Tag wurden sie von den Göttern begraben. Apollon und Artemis töteten sie mit vergifteten Pfeilen, wobei einigen Versionen zufolge mindestens eine Niobidin verschont blieb (meist Meliboea). Amphion brachte sich beim Anblick seiner toten Söhne entweder selbst um oder wurde von Apollo getötet, weil er Rache geschworen hatte. Eine am Boden zerstörte Niobe floh auf den Berg Sipylus (Berg Spil) in Lydien in Anatolien und wurde in einen steinernen Wasserfall verwandelt, während sie unaufhörlich weinte. Auf dem Berg Spil befindet sich eine natürliche Felsformation, die einem weiblichen Gesicht ähnelt, das Niobe darstellen soll, nicht zu verwechseln mit einer Skulptur, die in die Felswand des nahe gelegenen Felsens Coddinus nördlich des Berges Spil gehauen wurde und wahrscheinlich Kybele darstellt und von den Einheimischen Broteas, dem hässlichen Bruder von Niobe, zugeschrieben wird. Die Felsformation ist auch als „weinender Stein“ bekannt, da der Stein während des Sommers Tränen geweint haben soll. Der Felsen scheint zu weinen, weil er aus porösem Kalkstein besteht und Regenwasser durch die Poren sickert.
Es gibt verschiedene Berichte darüber, wie und wo Niobe starb; Die Geschichte, die Niobe von Theben in ihre lydische Heimat zurückbringt, ist in Bibliotheke 3.46.
Die Namen und die Anzahl ihrer Kinder, sowie die Zeit und der Ort ihres Todes werden unterschiedlich angegeben. Diese „Niobe“, die von Pausanias (i. 21) und Quintus Smyrnaeus (i. 293-306), die beide aus der Gegend stammten, beschrieben wurde, war das Aussehen einer Klippe auf dem Sipylus, wenn man sie aus der Entfernung und vom richtigen Standpunkt aus betrachtete (siehe Jebb über Sophokles, Antigone, 831). Sie ist zu unterscheiden von einer noch sichtbaren archaischen Figur, die in die Nordseite des Berges bei Magnesia eingemeißelt ist und der die Tradition den Namen Niobe gegeben hat, die aber eigentlich für Cybele bestimmt ist.
Einigen zufolge ist Niobe die Göttin des Schnees und des Winters, deren von Apollon und Artemis erschlagene Kinder das Eis und den Schnee symbolisieren, die im Frühjahr von der Sonne geschmolzen werden; anderen zufolge ist sie eine Erdgöttin, deren Nachkommenschaft – die Vegetation und die Früchte des Bodens – jeden Sommer von den Strahlen des Sonnengottes ausgetrocknet und erschlagen wird. Burmeister sieht die Legende als einen Vorfall im Kampf zwischen den Anhängern von Dionysos und Apollo in Theben, in dem die Ersteren besiegt und nach Lydien zurückgetrieben wurden. Heffter baut die Geschichte um den tropfenden Felsen in Lydien auf, der in Wirklichkeit eine asiatische Göttin darstellt, aber von den Griechen für eine gewöhnliche Frau gehalten wird. Enmann, der den Namen als „sie, die die Vermehrung verhindert“ interpretiert (im Gegensatz zu Leto, der die Frauen fruchtbar machte), sieht den Hauptpunkt des Mythos im Verlust der Kinder durch Niobe. Er vergleicht ihre Geschichte mit der von Lamia, die sich, nachdem ihre Kinder von Zeus erschlagen worden waren, in eine einsame Höhle zurückzog und die Kinder anderer entführte und tötete. Das Erscheinen des Felsens auf dem Sipylus gab Anlass zu der Geschichte, dass Niobe in Stein verwandelt worden sei. Die Tragödienschreiber benutzten ihre Geschichte, um die Moral der Unbeständigkeit des menschlichen Glücks aufzuzeigen; Niobe wurde zur Repräsentantin der menschlichen Natur, die zum Stolz auf den Wohlstand neigt und die Achtung und Unterwerfung gegenüber den Göttern vergisst.
Die tragische Geschichte der Niobe war ein beliebtes Thema in Literatur und Kunst. Aischylos und Sophokles schrieben Tragödien über sie; Ovid hat sie in seinen Metamorphosen ausführlich beschrieben. In der Kunst war die berühmteste Darstellung eine Marmorgruppe von Niobe und ihren Kindern, die von Sosius nach Rom gebracht und im Tempel des Apollo Sosianus aufgestellt wurde (Plinius, Nat. Hist. xxxvi. 4). Eine wahrscheinlich römische Nachahmung dieses Werkes wurde 1583 in der Nähe des Lateran gefunden und befindet sich heute in den Uffizien in Florenz. In der Antike war es umstritten, ob das Original ein Werk von Praxiteles oder Skopas war, und die modernen Autoritäten sind sich nicht einig, ob es mit der von Plinius erwähnten Gruppe identisch ist.
Die Geschichte der Niobe ist bei den Griechen sehr alt: Niobe wird in Homers Ilias, Buch XXIV, von Achilles gegenüber Priamos als Trauertypus erwähnt. Priamos trauert wie Niobe um seinen Sohn Hektor, der getötet und mehrere Tage lang nicht begraben wurde. Niobe wird auch in Sophokles‘ Antigone erwähnt: Als sie ihrem Tod entgegen marschiert, vergleicht Antigone ihre eigene Einsamkeit mit der von Niobe. Die Niobe von Aischylos, die in Theben spielt, ist in fragmentarischen Zitaten überliefert, die durch ein Papyrusblatt mit einundzwanzig Textzeilen ergänzt wurden. Aus den Fragmenten geht hervor, dass die trauernde Niobe während des ersten Teils der Tragödie verschleiert und schweigend sitzt. Auch Sophokles hat eine Niobe beigesteuert, die verloren ist. Außerdem wird der Konflikt zwischen Niobe und Leto in einem der poetischen Fragmente von Sappho erwähnt („Bevor sie Mütter waren, waren Leto und Niobe die treuesten Freundinnen gewesen“). Das Thema der Niobe und der Vernichtung der Niobiden gehörte zum Repertoire der attischen Vasenmaler und inspirierte Skulpturengruppen und Wandfresken sowie Reliefs auf römischen Sarkophagen.
Niobes ikonische Tränen wurden auch in Hamlets Selbstgespräch (1. Akt, 2. Szene) erwähnt, in dem er die Trauer seiner Mutter um den toten König, Hamlets Vater – „wie Niobe, alle Tränen“ – ihrer ungebührlichen, übereilten Heirat mit Claudius gegenüberstellt.