В войне деятельное и страстное участие принимали также верховные боги. Они населяли снежную гору Олимп к северу от Греции и потому назывались «олимпийскими». Одни боги стояли за ахейцев, другие за троянцев. Сторону ахейцев держали, конечно, Гера, жена царя богов Зевса, и богиня мудрости Паллада-Афина, обе жестоко обиженные приговором Париса. За ахейцев были бог моря Посейдон, брат Зевса, «земли колебатель»; «благодавец» Гермес, посланник богов, бог торговцев и воров; Гефест, сын Зевса и Геры, бог огня, искусный мастер-кузнец, хромающий на обе ноги, с могучим туловищем и слабыми ногами, единственный из богов, всегда усердно работающий; им, между прочим, построены все дворцы богов на Олимпе.
На стороне троянцев стоял могучий бог Феб-Аполлон, сын Зевса и пышнокудрой Лето, один из самых почитаемых небожителей, бог гармонии, порядка, света, Дальновержец, без промаха попадающий из серебряного своего лука в намеченную цель; его сестра Артемида, богиня-охотница, тоже дальнострельная; мать их Лето; Apec, сын Зевса и Геры, бурный и кровожадный бог войны; Афродита, дочь Зевса и Дионы, богиня любви и красоты, покровительница Париса.
Более или менее нейтральную позицию занимал сам Зевс, царь богов.
Война ахейцев с троянцами продолжалась девять с лишним лет. На десятом году разыгрался эпизод, послуживший сюжетом для «Илиады». Агамемнон отобрал у Ахиллеса красавицу-пленницу Брисеиду, полученную Ахиллесом при разделе награбленной добычи. Разъяренный самоуправством Агамемнона, Ахиллес отказался сражаться с троянцами и через мать свою, богиню Фетиду, умолил Зевса давать в бою победу троянцам до тех пор, пока Агамемнон не сознается в своей вине и не возвратит Брисеиды. Зевс внял мольбам Фетиды. Могучий Гектор во главе троянцев разбил ахейцев, прорвался к ахейским кораблям и начал их жечь. Любимый друг Ахиллеса Патрокл с трудом умолил Ахиллеса позволить ему, Патроклу, облачиться в доспехи Ахиллеса и во главе свежих войск Ахиллеса отразить Гектора. Он отогнал троянцев от кораблей, но, увлеченный боем, пренебрег строгим предупреждением Ахиллеса не преследовать врагов до Трои. Гектор под стенами Трои убил Патрокла. Ахиллес отбросил свой гнев, разбил на голову троянцев и в единоборстве убил Гектора. Старый царь Приам, отец Гектора, с соизволения Зевса, ночью приехал в ставку Ахиллеса и вымолил у него для погребения труп сына. Описанием похорон Гектора и кончается «Илиада».
Война продолжалась. На помощь троянцам подходили новые союзники. Пришло войско храбрых амазонок, предводимых могучею царицею Пентезилеей, дочерью бога войны Ареса. Ахиллес смертельно ранил ее в поединке, снял с нее шлем и, изумленный красотою амазонки, влюбился в умирающую. Из Африки на помощь троянцам привел свое войско богатырь эфиопов Мемнон, сын богини Зари. Его тоже убил Ахиллес, но вскоре и сам был убит стрелою Париса, направленною Аполлоном.
Войне не предвиделось конца.
Однажды утром троянцы с изумлением увидели со стен города, что ахейские корабли все спущены на воду и, полные воинами, распустив паруса, уходят от троянского берега в море. Троянцы кинулись к берегу. Среди покинутого стана они с недоумением увидели огромного, с гору, коня, искусно сработанного из дерева. Захваченный в болоте отставший ахеец сообщил, что ахейцы, отчаявшись в победе, отплыли домой, а коня этого соорудили в честь Афины и нарочно построили его таких размеров, чтобы его нельзя было втащить в город, так как если он очутится в Трое, то Азия победит Европу. Боги помутили троянцам разум. Не обращая внимания на предостережения, троянцы разобрали у ворот городскую стену, ввезли коня в город и поставили его в акрополе. Ночью потайная дверь в брюхе коня раскрылась, и из него спустились по веревке наземь все храбрейшие герои-ахейцы: Одиссей, Менелай, сын Ахиллеса Неоптолем и др. Они открыли ворота воротившемуся из-за острова Тенедоса войску. Троя была разграблена и сожжена, мужчины, в том числе старый царь Приам, перебиты, женщины, в их числе вдова Гектора Андромаха, захвачены в рабство. (Андромаху, по позднейшим преданиям, взял себе в наложницы свирепый сын Ахиллеса Неоптолем, убивший ее малолетнего сына Астианакта и престарелого свекра Приама). Троя была стерта с лица земли.
Из ахейских героев скоро и благополучно вернулись домой очень немногие: Нестор, Диомед, Идоменей. Аякс «Великий» погиб вскоре после смерти Ахиллеса. Как самому выдающемуся герою троянской войны, ахейцы присудили вооружение Ахиллеса Одиссею. Обиженный Аякс покончил самоубийством. Другой Аякс, сын Оилея, потерпел в море кораблекрушение. Выбравшись на скалу, он хвастливо заявил, что спасся против воли богов. Посейдон ударил трезубцем в скалу, расколол ее и обрушил осколок с Аяксом в бушевавшее море. Агамемнон, тотчас же по возвращении домой, был убит на пиру Эгистом, любовником его жены Клитемнестры. Менелай возвратился с Еленою домой только после долгих скитаний. Наибольшие испытания выпали на долю Одиссея. Он попал домой только через десять лет по отплытии из Трои и через двадцать лет по отъезде на войну с родного острова Итаки. Дома он оставил жену свою Пенелопу и малолетнего сына Телемаха. Дом его наполнился знатными молодыми людьми с Итаки и соседних островов. Решив, что Одиссей уже погиб, они убеждали Пенелопу выбрать себе из их среды нового мужа, а в ожидании ответа пировали с утра до вечера в доме Одиссея, поедали его скот и опустошали винные подвалы. Целомудренная и верная Пенелопа всяческими хитростями оттягивала ответ женихам. Долголетние странствия Одиссея, его возвращение домой и расправа с наглыми женихами составляют предмет другой поэмы Гомера — «Одиссеи».