Η πρώτη αναφορά στις Σειρήνες γίνεται από τον Όμηρο (Οδύσσεια μ 39-54 και 158-200), χωρίς ωστόσο να δίνεται η περιγραφή τους. Μαθαίνουμε μόνο πως με το εξαίσιο τραγούδι τους παγίδευαν τους ναυτικούς και τους κατασπάραζαν.

Σύμφωνα με την ομηρική γεωγραφία, τα μυθικά αυτά όντα κατοικούσαν στη νήσο Ανθεμόεσσα, που τοποθετείται στο Τυρρηνικό πέλαγος, στο στενό της Μεσσήνης, ανάμεσα στη Σικελία και την Καλαβρία. Ο Οδυσσέας, πληροφορημένος από την Κίρκη για την παγίδα τους, διέταξε όλα τα μέλη του πληρώματος να βουλώσουν με κερί τα αυτιά τους, κι αυτόν να τον δέσουν στο κατάρτι. Έτσι, ενώ οι ναύτες έμειναν ανεπηρέαστοι από το κάλεσμα των Σειρήνων, ο Οδυσσέας, που τις άκουγε και ήθελε απεγνωσμένα να τις πλησιάσει, δεν μπορούσε να λυθεί.

Σύμφωνα πάντοτε με τη μυθολογία, πριν από τον Οδυσσέα οι Αργοναύτες, χάρη σε πληροφορίες που ο Ιάσονας είχε πάρει από τον δάσκαλό του, κένταυρο Χείρωνα, κατόρθωσαν να προσπεράσουν τη νήσο των Σειρήνων, γιατί είχαν πάρει μαζί στην Αργώ τον Ορφέα, το τραγούδι του οποίου κάλυψε εκείνο των Σειρήνων.

Εκτός από τις Σειρήνες της Οδύσσειας, τα μυθικά αυτά όντα αναφέρονται και από άλλους λαούς.

Σύμφωνα με ένα μύθο της Συρίας του 1000 π.Χ., η θεά Ατάργατις μπήκε σε μια λίμνη προκειμένου να μεταμορφωθεί σε ψάρι, αλλά οι δυνάμεις της λίμνης δεν την άφησαν να απολέσει την ομορφιά της. Έτσι πήρε τη μορφή ψαριού μόνο από τη μέση και κάτω, με αποτέλεσμα να γίνει μισή γυναίκα και μισή ψάρι. Και όπως συχνά συμβαίνει με τους μύθους, η ιστορία άλλαξε στο πέρασμα των χρόνων και η Ατάργατις ταυτίστηκε με την Ασσύρια θεά Αστάρτη, η οποία θεωρείται το αντίστοιχο της θεάς Αφροδίτης, που είναι και αυτή συνδεδεμένη με τη θάλασσα και τα ψάρια.

Στα αρχαιοελληνικά αγγεία και ανάγλυφα οι Σειρήνες απεικονίζονται όχι ως γυναίκες-ψάρια αλλά ως γυναίκες-πουλιά, μορφή που ταιριάζει με το γεγονός ότι χρησιμοποιούσαν το τραγούδι για να ξεγελούν τους ναυτικούς. Ο μύθος, που έχει πάντοτε τις ρίζες του σε εποχές πολύ παλιές, εμπνέεται ίσως από το τραγούδι των πουλιών που έχει ακαταμάχητη γοητεία. Αυτό είναι φυσικό γιατί τότε η Φύση αναγνωριζόταν ως η μεγαλύτερη δύναμη που υπήρχε και το τραγούδι των πουλιών είχε τη δύναμη της Γης και του Ουρανού (καθώς τα πουλιά συνδέουν με το πέταγμά τους Γη και Ουρανό).

Η μεταγενέστερη εκδοχή που θέλει τις σειρήνες γυναίκες-ψάρια δημιουργείται, πιθανώς, όταν οι άνθρωποι αρχίζουν να ταξιδεύουν στη θάλασσα, οπότε τους θέλγει το μυστήριο του βυθού και των κυμάτων.