Στην παράδοση υπάρχουν δύο μυθολογικά πρόσωπα που φέρουν το όνομα Κέφαλος, αν και το πιο πιθανό είναι να πρόκειται για το ίδιο πρόσωπο με δύο παραλλαγές του μύθου του. Ο «πρώτος» Κέφαλος ήταν γιος του Πανδίονα και της Έρσης, της κόρης του Κέκροπα. Ο «δεύτερος» ήταν γιος του Δηίονα και της Διομήδης.
Ο πολύ όμορφος «πρώτος» Κέφαλος είχε παντρευτεί την πολύ όμορφη Πρόκρη και ζούσε μαζί της ευτυχισμένος. Αλλά μια μέρα ο Κέφαλος βγήκε για κυνήγι στο βουνό, τον είδε από τον ουρανό η Ηώ και θαμπώθηκε από την ομορφιά του ώστε κατέβηκε στη γη και τον έκλεψε, προσπαθώντας να τον κάνει δικό της. Εκείνος, όμως, αντιστεκόταν γιατί αγαπούσε τη γυναίκα του. Τότε η Ηώ με διάφορους υπαινιγμούς άφησε τον Κέφαλο να πιστέψει ότι η Πρόκρη τον απατούσε.
Ο Κέφαλος για να δοκιμάσει την πίστη της μεταμφιέστηκε έτσι που να μην μπορεί να τον αναγνωρίσει και πήγε στην Πρόκρη, προσφέροντας της τον έρωτα του και πλούσια δώρα. Εκείνη δελεάστηκε από τα δώρα του, υπέκυψε ξεχνώντας τον άνδρα της. Όταν ο Κέφαλος της αποκάλυψε ποιος ήταν η Πρόκρη ντροπιασμένη έφυγε στην Κρήτη κλαίγοντας και παρακαλώντας τη θεά Άρτεμη να την βοηθήσει να ξανακερδίσει την αγάπη του άνδρα της.
Η θεά τη λυπήθηκε κα τη μεταμόρφωσε σε νεαρό κυνηγό δίνοντας της ακατανίκητο τόξο και ένα σκυλί που δεν του ξέφευγε κανένα ζώο. Γυρίζοντας κοντά τον Κέφαλο η Πρόκρη έτσι μεταμφιεσμένη του ζήτησε να αγωνιστούν στο κυνήγι και φυσικά τον νίκησε. Τότε ο Κέφαλος ζήτησε από το «νεαρό» να του πουλήσει το τόξο και το σκυλί και αυτός τους είπε ότι θα του τα έδινε α προσέφερε σε αυτόν τον έρωτα του. Τότε η πρόκρη αποκαλύφθηκε και το ζευγάρι συμφιλιώθηκε.
Η Πρόκρη έμαθε ότι η αιτία όλης αυτής της δυστυχίας ήταν η Ηώ, άρχισε να ζηλεύει τον Κέφαλο και να τον παρακολουθεί όταν πήγαινε για κυνήγι. Μια μέρα καθώς ήταν κρυμμένη πίσω από έναν θάμνο, τα κλαδιά κινήθηκαν και ο Κέφαλος νόμισε ότι ήταν κάποιο ζώο τόξευσε και σκότωσε την Πρόκρη. Από την απελπισία του πήγε στο ακρωτήριο Λευκάτας της Λευκάδας, έπεσε στη θάλσσα και πνίγηκε.
Δεύτερη εκδοχή του μύθου λέει ότι ο Κέφαλος, γιος του Δηίονα, βοήθησε το φίλο του Αμφιτρίωνα στην εκστρατεία των Τηλεβόων Κενταύρων και όταν τους υπόταξαν, ο Κέφαλος εγκαταστάθηκε στο νησί τους και έγινε αρχηγός τους. Έτσι οι Τηλεβόες μετονομάστηκαν Κεφαλλήνες και το νησί τους Κεφαλονιά.
Ο Κέφαλος, αφού εγκαταστάθηκε στο νησί, ρώτησε το Μαντείο των Δελφών πώς θα αποκτούσε γιους. Η απάντηση του μαντείου ήταν ότι θα έπρεπε να ενωθεί με το πρώτο θηλυκό πλάσμα που θα συναντούσε στον δρόμο του. Ο Κέφαλος συνάντησε μια θηλυκή αρκούδα και, αφού ενώθηκε μαζί της, το θηρίο μεταμορφώθηκε σε όμορφη γυναίκα, τη Λυσίππη, και ο ήρωας μπόρεσε να την νυμφευθεί. Από τον γάμο τους γεννήθηκε ο Αρκείσιος, πατέρας του Λαέρτη και παππούς του Οδυσσέα.