Пещера принадлежала циклопу Полифему, сыну морского бога Посейдона. Вернувшись вечером с пастбища и загнав в пещеру свое стадо, Полифем обнаружил непрошенных гостей.
Циклоп был так огромен и страшен, что Одиссей, едва увидев его, пожалел о своем опрометчивом намерении. Он попытался заговорить с великаном и вежливо его поприветствовал. Но Полифем в ответ только расхохотался и, схватив двоих товарищей Одиссея, сожрал их, как голодный лев, и запил молоком. Затем, завалив вход в пещеру огромным камнем, улегся спать.
Когда великан захрапел. Одиссей подкрался к нему с мечом, намереваясь поразить в сердце, но тут сообразил, что, убив циклопа, он и его товарищи не смогут выбраться из пещеры, так как им, даже всем вместе, не под силу сдвинуть камень, закрывающий вход.
На другой день Полифем, как обычно, отправился пасти свои стада, а пленников оставил в пещере, не забыв закрыть вход.
Товарищи Одиссея были готовы покориться ужасной участи, но Одиссей придумал хитроумный план.
Вечером, когда Полифем вернулся в пещеру, Одиссей предложил ему выпить вина, мех с которым захватил с корабля. Циклопы не знали виноделия, и незнакомый напиток так понравился Полифему, что он осведомился об имени Одиссея, пообещав, что сожрет его в последнюю очередь. Одиссей сказал, что его зовут Никто, и поблагодарил за обещанную милость.
Вскоре великан опьянел и заснул. Тогда Одиссей взял острый кол и пронзил им единственный глаз людоеда. На отчаянный вопль Полифема сбежались другие циклопы и стали спрашивать в тревоге, что произошло и кто причинил ему обиду, заставляющую его так страшно кричать.
Полифем ответил: «Никто!» Великаны, пожав плечами, сказали: «Если никто, для чего же один так ревешь ты?» — и отправились спать.
Лишенный зрения циклоп, сколько ни старался, не мог поймать Одиссея и его товарищей в огромной, полной закоулков пещере. Тогда он надумал перехватить их у выхода, когда они попытаются бежать. Полифем отвалил камень, закрывающий выход, и стал ждать.
Тем временем уже рассвело. Стадо Полифема проснулось, овцы и бараны, стуча копытами, потянулись наружу. Великан ощупывал спины проходивших мимо него животных — и выпускал их из пещеры.
Одиссей спрятался под брюхом одного из баранов, товарищи последовали его примеру, и таким образом беспрепятственно покинув пещеру, они вернулись на свои корабли.
Отчалив от острова, Одиссей громко выкрикнул свое имя. Полифем услышал и выбежал да берег.
Однако Одиссей и его товарищи благополучно продолжили свой путь.
В следующий раз они остановились на острове Эолия, где обитал бог Эол. Он приветливо встретил путешественников и сделал Одиссею замечательный подарок: мешок, в который можно было заключать все неблагоприятные ветры.