Según el mito griego, Niobe se jactaba de su superioridad sobre Leto porque la diosa sólo tenía dos hijos, los gemelos Apolo y Artemisa, mientras que Niobe tenía catorce hijos (las Niobidas), siete varones y siete mujeres. Su célebre discurso, que provocó la indignación de la diosa, es el siguiente:
Fue con motivo de la celebración anual en honor de Latona y su descendencia, Apolo y Diana, cuando el pueblo de Tebas estaba reunido, con las frentes coronadas de laurel, llevando incienso a los altares y pagando sus votos, cuando Niobe apareció entre la multitud. Su atuendo era espléndido, con oro y gemas, y su rostro tan bello como puede serlo el de una mujer enfadada. Se puso de pie y observó a la gente con mirada altiva. ¡»¡Qué locura», dijo, «es ésta! preferir a seres que nunca habéis visto a los que tenéis delante de vuestros ojos! ¿Por qué hay que venerar a Latona antes que a mí? Mi padre era Tántalo, que fue recibido como invitado en la mesa de los dioses; mi madre era una diosa. Mi esposo construyó y gobierna esta ciudad, Tebas; y Frigia es mi herencia paterna. Dondequiera que dirija mis ojos, observo los elementos de mi poder; ni mi forma y presencia son indignas de una diosa. A todo esto añado que tengo siete hijos y siete hijas, y busco yernos y nueras con pretensiones dignas de mi alianza. ¿No tengo motivos de orgullo? ¿Prefieres a esta Latona, la hija del Titán, con sus dos hijos? Yo tengo siete veces más. ¡Soy afortunado y seguiré siendo afortunado! ¿Alguien puede negar esto?
Artemisa mató a las hijas de Niobe y Apolo mató a los hijos de Niobe mientras practicaban atletismo, y el último suplicó por su vida. Los cuerpos de sus hijos permanecieron insepultos durante nueve días, pues Zeus los había convertido en piedra; al décimo día fueron enterrados por los dioses. Apolo y Artemisa utilizaron flechas envenenadas para matarlos, aunque según algunas versiones al menos una Niobid se salvó, (normalmente Meliboea). Anfión, al ver a sus hijos muertos, se suicidó o fue asesinado por Apolo por jurar venganza. Una devastada Niobe huyó al monte Sipylus (monte Spil) de Lidia, en Anatolia, y se convirtió en una cascada de piedra mientras lloraba sin cesar. En el monte Spil hay una formación rocosa natural que se asemeja a un rostro femenino que se atribuye a Niobe, que no debe confundirse con una escultura tallada en la pared rocosa del cercano peñasco Coddinus, al norte del monte Spil, que probablemente representa a Cibeles y que los lugareños atribuyen a Broteas, el hermano feo de Niobe. La formación rocosa también se conoce como la «Piedra del Llanto», ya que se dice que la piedra lloró lágrimas durante el verano. La roca parece llorar porque es una piedra caliza porosa y el agua de lluvia se filtra por los poros.
Hay varios relatos sobre cómo y dónde murió Niobe; la historia que devuelve a Niobe de Tebas a su tierra natal lidia se recoge en la Bibliotheke 3.46.
Los nombres y el número de sus hijos, así como la hora y el lugar de su muerte, se dan de forma variada. Esta «Niobe», descrita por Pausanias (i. 21) y Quinto Esmirna (i. 293-306), ambos nativos del distrito, era la apariencia que asumía un acantilado en Sipylus cuando se veía desde la distancia y desde el punto de vista adecuado (véase Jebb sobre Sófocles, Antígona, 831). Debe distinguirse de una figura arcaica todavía visible, tallada en la cara norte de la montaña cerca de Magnesia, a la que la tradición ha dado el nombre de Niobe, pero que en realidad está destinada a Cibeles.
Según algunos, Niobe es la diosa de la nieve y el invierno, cuyos hijos, asesinados por Apolo y Artemisa, simbolizan el hielo y la nieve derretidos por el sol en primavera; según otros, es una diosa de la tierra, cuya progenie -la vegetación y los frutos de la tierra- es secada y asesinada cada verano por los rayos del dios-sol. Burmeister considera la leyenda como un incidente en la lucha entre los seguidores de Dionisio y Apolo en Tebas, en la que los primeros fueron derrotados y expulsados a Lidia. Heffter construye la historia en torno a la roca que gotea en Lidia, que en realidad representa a una diosa asiática, pero que los griegos tomaron por una mujer corriente. Enmann, que interpreta el nombre como «la que impide el aumento» (en contraste con Leto, que hacía prolíficas a las mujeres), considera que el punto principal del mito es la pérdida de los hijos de Niobe. Compara su historia con la de Lamia, que, después de que sus hijos fueran asesinados por Zeus, se retiró a una cueva solitaria y se llevó y mató a los hijos de otros. La aparición de la roca en Sipylus dio lugar a la historia de Niobe convertida en piedra. Los trágicos utilizaron su historia para señalar la moraleja de la inestabilidad de la felicidad humana; Niobe se convirtió en la representante de la naturaleza humana, susceptible de enorgullecerse de la prosperidad y de olvidar el respeto y la sumisión debidos a los dioses.
La trágica historia de Niobe fue un tema favorito en la literatura y el arte. Esquilo y Sófocles escribieron tragedias sobre ella; Ovidio la ha descrito ampliamente en sus Metamorfosis. En el arte, la representación más famosa fue un grupo de mármol de Niobe y sus hijos, llevado por Sosio a Roma e instalado en el templo de Apolo Sosiano (Plinio, Nat. Hist. xxxvi. 4). Lo que probablemente es una imitación romana de esta obra se encontró en 1583 cerca de Letrán, y ahora se encuentra en la galería de los Uffizi de Florencia. En la antigüedad se discutía si el original era obra de Praxíteles o de Scopas, y las autoridades modernas no se ponen de acuerdo sobre su identidad con el grupo mencionado por Plinio.
La historia de Niobe es muy antigua entre los griegos: Niobe es mencionada por Aquiles a Príamo en el libro XXIV de la Ilíada de Homero, como un tipo de stock para el luto. Príamo es como Niobe, ya que está de luto por su hijo Héctor, que fue asesinado y no fue enterrado durante varios días. También se menciona a Niobe en la Antígona de Sófocles: mientras es conducida hacia su muerte, Antígona compara su propia soledad con la de Niobe. La Niobe de Esquilo, ambientada en Tebas, sobrevive en citas fragmentarias que se complementaron con una hoja de papiro que contiene veintiún líneas de texto. De los fragmentos se desprende que durante la primera parte de la tragedia la afligida Niobe permanece velada y en silencio. También Sófocles aportó una Niobe que se ha perdido. Además, el conflicto entre Niobe y Leto se menciona en uno de los fragmentos poéticos de Safo, («Antes de ser madres, Leto y Niobe habían sido las más devotas amigas»). El tema de Niobe y la destrucción de las Niobides formaba parte del repertorio de los pintores de jarrones áticos e inspiró grupos escultóricos y frescos murales, así como tallas en relieve en sarcófagos romanos.
Las icónicas lágrimas de Niobe también se mencionan en el soliloquio de Hamlet (Acto 1, Escena 2), en el que contrasta el dolor de su madre por el rey muerto, el padre de Hamlet – «como Niobe, todo lágrimas»- con su indecoroso matrimonio con Claudio.