Воспитание Ахилл получил у Феникса, лечебному искусству обучил его центавр Хирон. По требованию Нестора и Одиссея и согласно воле своего отца, он присоединился к походу против Трои в сопровождении 50 кораблей, своего воспитателя Феникса и друга детства Патрокла. Сказание послегомеровского цикла передает, что Фетида, желая спасти своего сына от участия в роковом для него походе, скрыла его у Ликомеда, царя острова Скироса, где он в женских одеждах находился между царскими дочерьми; с одной из них, Дидамией, он прижил сына Неоптолема (предание это послужило канвой для русского романа XVIII столетия: «Похождение Ахиллесово, под именем Пирры, до троянские осады», 2 изд., Москва, 1788). Хитрая уловка Одиссея, который под видом торговца разложил перед девушками женские украшения и, примешав к ним оружие, приказал неожиданно поднять боевой клич и шум, обнаружила его пол, и Ахилл был вынужден примкнуть к походу греков.
В течение долголетней осады Илиона он неоднократно предпринимал набеги на различные соседние города и проявил себя как герой.
На десятом году осады, он во время одного такого похода взял в плен прекрасную Бризеиду. Она то и послужила яблоком раздора между Ахиллом и Агамемноном, который свою пленницу Хризеиду вынужден был вернуть ее отцу Хризею, и потому заявил притязание на обладание Бризеидой. Воспламененный гневом, Ахилл отказался от дальнейшего участия в битвах, а Фетида, желая отмстить Агамемнону за обиду, нанесенную ее сыну, умолила Зевса даровать победу троянцам. Ни бедствия греков, ни мольбы и обещания посольства, которое, по совету Нестора, снарядил к нему Агамемнон, не могли смягчить гнева героя. Только, когда троянцы, предводимые Гектором, вторглись в сам лагерь греков, он разрешил своему другу Патроклу повести им на помощь мирмидонян и для большего устрашения врагов приказал ему облечься в свои доспехи. Но Патрокл пал от руки Гектора, и лишь обнаженный труп его был отбит греками у троянцев, доспехи же Ахилла достались в добычу Гектору. Тогда Ахилл, безоружный и в сопровождении Афины, появился на поле битвы, и один лишь грозный вид героя обратил врагов в бегство.
На следующее утро Фетида принесла своему сыну новые доспехи, скованные искусной рукой самого Гефеста (в особенности щит – он описывается в Илиаде, как дивное произведение искусства – описание, имеющее важное значение для первоначальной истории греч. искусства). Горя мщением, герой ринулся в бой и прогнал троянцев до городских стен; один лишь Гектор осмелился здесь противостать ему; преследуя убийцу своего друга, А. трижды гнал его вокруг стен, наконец убил его и, привязав обнаженный труп к своей боевой колеснице, повлек за собой в лагерь. Пышно отпраздновав тризну по своем павшем друге Патрокле, он вернул за богатый выкуп труп Гектора отцу его царю Приаму, который с мольбой проник в его палатку. При дальнейшем течении осады А., как об этом повествуют эпосы эпического цикла, умертвил Пентесилею, царицу амазонок, равно как Мемнона, сына эфиопского князя Эоса, которые пришли на помощь троянцам. По убиении последних, он проник до Скейских ворот Илиона, но здесь стрела, пущенная с лука Париса рукой самого Аполлона, поразила его в пяту, и герой погиб.
Позднейшие сказания переносят смерть Ахилла в храм Аполлона в Тимбре, близ Трои, куда он явился, чтобы обвенчаться с Поликсеной, младшей дочерью Приама. Греки воздвигли ему мавзолей на берегу Геллеспонта, и здесь же они, чтобы умиротворить тень героя, принесли ему в жертву Поликсену. За доспехи его, по рассказу Гомера, спорили Аякс-Теламонид и Одиссей. Агамемнон присудил их последнему.
По Одиссее, Ахилл пребывает в подземном царстве. Но уже «Этиопис», один из эпосов эпического цикла, повествует, что Фетида увела своего сына с горящего костра и перенесла его на остров Левке (наз. Змеиный остров) при устье Истра (Дуная), где он продолжает жить в обществе других обоготворенных героев и героинь. Остров этот служил центром культа Ахилла, равно как курган, который высится на Сигейском холме перед Троей и до сих пор слывет гробницей Ахилла. Храмы его имелись еще в Элиде, Спарте и других местах.
Пластическое искусство древности неоднократно воспроизводило образ Ахилла. Изображение его дошло до нас на многих вазах, барельефах с отдельными сценами или целым рядом их, также на группе фронтона из Эгины (хранится в Мюнхене), но нет ни одной статуи или бюста, который можно было бы отнести к нему с уверенностью.