Hay dos caracteres en la mitología griega con este nombre. El primero era hijo de Ares y mantenía a cuatro caballos devoradores de hombres, que tuvieron que ser atrapados por Heracles en uno de sus Doce Trabajos (ver Heracles, Octavo Trabajo). El segundo Diomedes era hijo de Tydeus (Tideo) y de Deipyle. Fue rey de Argos y uno de los héroes griegos más temidos de la Guerra de Troya. Llevaba la batalla en la sangre. Su padre, aliado de Polinices, hijo de Edipo (ver Creón y Odiseo), había caído en la batalla ante la ciudad de Tebas. Más tarde, Diomedes y sus otros hijos de los «siete» que habían sitiado Tebas, concentraron sus fuerzas contra la ciudad. Estos hijos, los Epígonos, fueron mejores que sus padres en la batalla e hicieron huir a los tebanos antes de derribar los muros de la ciudad.

Diomedes fue después uno de los numerosos monarcas griegos que pretendieron la mano de Helena. Al igual que los demás y a petición de Odiseo, juró a Menelao, el elegido para casarse con ella, que le asistiría en caso de tener problemas por ella (ver Menelao). Diomedes mantuvo su promesa y viajó hasta Troya con un gran número de barcos. Durante los diez años de asedio a la ciudad fue un verdadero héroe, sólo sobrepasado por Aquiles y Áyax el Grande. No obstante, de acuerdo con Heleno, el clarividente hijo de Príamo, Diomedes era el más fuerte de todos los beligerantes griegos, responsable de mayores temores que Aquiles. A menudo colaboraba con Odiseo, haciendo de perfecto compañero de fatigas, pues como él, Diomedes era uno de los favoritos de la diosa Atenea que se aseguró de que matase a muchos troyanos, incluido el prominente arquero Pandarus (Pándaro), en el décimo año de guerra. Diomedes hirió gravemente a Eneas y no temía a los dioses que luchaban del lado de los troyanos. Se enfrentó a Apolo, hirió e hizo huir a Ares e incluso clavó su lanza en uno de los brazos de Afrodita, que no era de las más expertas en la guerra.

Diomedes se dedicaba a tareas de reconocimiento junto a Odiseo mientras esta­ban en el campamento griego. En una de estas incursiones murió el troyano Dolón, al igual que el rey Rheses y 12 de sus hombres, aliados tracios de los troyanos. Mejor suerte corrió Licier Glauco, que al enfrentarse a Diomedes descubrió que sus abuelos, Eneas y Belerofonte, habían sido grandes amigos. Decidieron entonces no luchar e intercambiar sus armas, lo que le proporcionó a Diomedes una armadura de oro que valía diez veces más que sus armas de bronce.

Diomedes llevó a cabo muchas heroicidades con y sin la ayuda de Odiseo. Juntos robaron el Paladio, una estatua de Atenea que se encontraba en Troya y que era necesaria para la victoria griega. También acompañó a su amigo a Lemnos para encontrar al arquero Philoctetes (Filoctetes) (ver Odiseo).

Tras la Guerra de Troya, Diomedes regresó a casa, aunque tuvo que renunciar al trono de Argos forzado por Afrodita, que no había olvidado la herida de guerra. Lle­gó al sur de Italia y fundó Argyripa o Arpi. Durante el camino, muchos de sus compañeros se transformaron en aves acuáticas por la intervención de la diosa del amor, irritada ante su actitud. Diomedes se dio cuenta de que tenía poco que ganar si se aliaba con los enemigos de Eneas, que querían expulsar al troyano de su territorio, y de que no debía enfadar de nuevo a Afrodita, por lo que decidió firmar la paz con su hijo.