Según la mitología griega, Filomela (en griego antiguo, Φιλομήλα) era la hija del rey de Atenas, Pandión, y tenía una hermana conocida como Procne.

El marido de Procne era el héroe Tereo de Tracia, quien la había desposado tras haber salvado a Atenas de los bárbaros. Esta unión estuvo maldita desde sus inicios, y aunque tuvieron un hijo llamado Itis y vivían en paz, Procne sentía nostalgia de su hermana Filomela. Así que convenció a Tereo para que le permitiese verla de nuevo. Este accedió pero con la condición de que el encuentro se llevara a cabo en Tracia.

Así Tereo marchó a Atenas y, tras convencer al rey para que dejara partir a Filomela hacia Tracia, la llevó consigo. Pero la juventud y la hermosura de Filomela ya habían desatado la pasión de Tereo nada más verla. Cuando llegaron a Tracia la violó, sin hacer caso de sus desesperadas súplicas. Además, para que Procne nunca se enterara de su reprobable acción, le cortó la lengua y la encerró en una solitaria prisión en el bosque. Luego dijo a Procne que su hermana había muerto.

Víctima de la tristeza y el abandono, Filomela decidió emprender su plan para vengarse de Tereo. En su solitaria prisión tejía sobre un lienzo blanco y con hilo púrpura la triste historia de su vida. Cuando acabó hizo llegar su obra a su hermana, la reina. Así fue como Procne se enteró de que su esposo la había engañado, pues su hermana todavía vivía. Deseosa de venganza, Procne se dirigió a la prisión de Filomela aprovechando el tumulto de las fiestas dedicadas a Baco. Con atuendo de bacante rescató a Filomela y la llevó a palacio, donde tuvo lugar el triste reencuentro. Pero pronto a las lágrimas siguió la venganza, que Procne quiso más cruel aún que el crimen de su esposo.

Viendo, pues, el parecido de su hijo Itis con el culpable de su desgracia, Procne le dio muerte. Entre ambas hermanas despedazaron el cadáver y lo cocinaron para Tereo. Él comió sin advertir nada, hasta que, cuando hubo terminado, reclamó la presencia de su hijo. Fue entonces cuando Procne exclamó satisfecha "tienes dentro a quien reclamas"; y Filomela irrumpió con la cabeza del desdichado Itis. Enfurecido, Tereo inició la persecución de las asesinas, pero los dioses acabaron con la cadena de actos crueles transformando a los tres en aves: a Tereo, en la abubilla, semejante a un guerrero con penacho y agudo pico; a ellas, en aves más pequeñas: a Filomela en ruiseñor y a Procne en golondrina, según la obra de unos autores, y al contrario según la de otros. Las palabras «filomela» y «filomena» se emplean en poesía como sinónimo de «ruiseñor».^[1]​

En su obra Tito Andrónico, Shakespeare basa el personaje de Lavinia en el de Filomela. Lope de Vega narra el mito de Filomela, Procne y Tereo en el poema La Filomena (1621) y Francisco de Rojas Zorrilla recrea el mito en la obra de teatro Progne y Filomena (1636).