Su hija Perséfone, a veces llamada simplemente Core ("doncella"), era reina de los infiernos y normalmente se representa a madre e hija juntas.
Las dos figuras se hallan vinculadas en un mito muy importante para los misterios de Eleusis, el culto más importante de iniciación mística en la sociedad griega.
Un día, Perséfone estaba cogiendo flores en un prado con las Oceánides, las hijas de Océano y Tetis, cansado Hades la raptó y se le llevó en su carro a los infiernos. Perséfone gritó, pidiendo ayuda a Zeus, pero el dios no la oyó desde su lejano templo, y sólo escucharon sus lamentos Helios, el sol, y Hécate, diosa de la hechicería. Al oír el eco de la voz de su hija en el mar, Démeter se despojó de su tocado y recorrió la tierra durante nueve días sin comer ni dormir, alumbrándose con antorchas. Al décimo día se encontró con Hécate, que la envió a Helios. El sol le contó lo que había ocurrido y culpó a Zeus, quien había dado permiso a Hades para tomar a Perséfone por esposa. Encolerizada y transida de dolor, Démeter se negó a permanecer en el Olimpo y se internó en el mundo de los mortales disfrazada como una anciana cretense, de nombre Doso.
Llegó a Eleusis, donde a instancias de sus hijas, el bondadoso rey Céleo la contrató como sirvienta de su esposa Metanira, quien reconoció enseguida la nobleza de Démeter y le ofreció asiento y bebida, que la diosa rechazó, prefiriendo quedarse de pie y en silencio hasta que llegó una esclava llamada Yambe, hija de Pan y Eco, y le hizo reír con sus bromas aliviando su pesar. (De aquí procede la poesía "yambica", caracterizada por la sátira) Metanira le pidió a Démeter que criase a su hijo Demofonte; la diosa daba a escondidas ambrosía, el alimento de los dioses, y todas las noches lo colocaba en una hoguera para hacerle inmortal. Una noche la interrumpió Metanira, que gritó horrorizada al ver a su hijo entre las llamas, Démeter se apresuró a retirarlo y reveló su verdadera identidad, pero le dijo a Metanira, enfadada, que Demofonte moriría como cualquier mortal. Ordenó que se establecieran los misterios de Eleusis en su honor y abandonó a sus anfitriones.De nuevo apenada por la pérdida de Perséfone, Démeter decidió detener las cosechas. Zeus y los demás dioses le rogaron que permitiese que los cultivos creciesen, pero ella se negó y amenazó con matar de inanición a la humanidad si no volvía a ver a su hija. Zeus cedió y envió a Hermes a los infiernos para que recogiese a Perséfone. Hades permitió que Perséfone regresara con su madre, pero antes la convenció de que comiese unos granos de granada, símbolo del vinculo matrimonial indisoluble. Démeter recibió jubilosa a su hija y le preguntó si había comido algo en los infiernos, pues en tal caso tendría que regresar con Hades para siempre. Como había comido los granos de la granada, todo parecía indicar que Perséfone estaba perdida, pero intervino Zeus: decretó que Perséfone pasara dos terceras partes del año en el Olimpo y regresara a los infiernos en invierno.
Madre e hija celebraron juntas el acontecimiento y la fecundidad volvió a la tierra. A instancias de Démeter, Triptolemo (en algunos casos asociado con Demofonte), hijo de Celeo, llevó las artes de la agricultura a todos los pueblos del mundo.
