Dans L'Iliade, Agamemnon est considéré par les autres rois grecs comme celui auquel on doit allégeance et assistance militaire. Il conduisit cent navires à Troie en une seule et immense armée. Il portait le sceptre d'ivoire fabriqué par Héphaïstos pour Zeus, qui l'avait donné à Hermès, lequel à son tour l'avait offert au grand-père d'Agamemnon, Pélops. Au moment où Hélène était courtisée par tous les partis royaux de Grèce, Agamemnon persuada Tyndare de la donner en mariage à son frère Ménélas. Les autres prétendants avaient juré de défendre les droits de celui qui obtiendrait sa main. Aussi, quand Pâris de Troie enleva Hélène, ils furent doublement obligés d'apporter leur aide à Ménélas et à son frère Agamemnon pour aller délivrer la jeune femme. Cette question d'honneur  passait avant tout pour Agamemnon, il alla jusqu'à sacrifier sa propre fille à înée, Iphigénie pour que les vents soient favorables, de Aulis à Troie. Pour faire venir sa fille Agamemnon trompa sa femme en prétendant qu'il voulait la marier à Achille;aussi laissa-t-elle partir la jeune fille. Homère, dans L'Iliade, ne semble rien savoir du sacrifice d'autant qu'Agamemnon par la suite offrir à ses trois filles à Achille, pour le convaincre de reprendre la bataille. Euripide dans son Iphigénie en Tauride fait sienne la version selon laquelle Iphigénie ne serait finalement pas morte, Artémis lui ayant substitué une biche. Mais Eschyle indique qu'elle fut réellement sacrifiée et que, quand Clytemnestre apprit la vérité, elle ne pardonna jamais à son mari. Aussi aida-t-elle Égisthe à le frapper à mort quand il revint de la guerre. Après une longue campagne au cours de laquelle l'armée grecque réussit à enfermer les Troyens dans leurs murs, une querelle désastreuse éclata entre Achille et Agamemnon: ce dernier qui avait dû rendre sa captive, Chryséis, à Chrysès, le prêtre d'Apollon, pour calmer la colère du dieu, enleva à Achille sa captive, Briséis. En protestation, celui-ci se retira du combat, ce qui mena les Grecs de désastre en désastre; leurs navires auraient été incendiés si l'intervention et la mort de Patrocle n'avaient ramené Achille dans la mêlée. A la chute de Troie, Agamemnon fit de Cassandre, la prophétesse condamnée à n'être jamais crue, sa favorite. Quand il revint àMycènes, après une absence de six ans, Egisthe et Clytemnestre les poignardèrent tous deux. C'est la version donnée par Eschyle dans son Agamemnon; Homère, quant à lui, raconte comment Egisthe invite Agamemnon à un banquet, puis l'attaque avec un groupe d'hommes armés.