Ο Πολυμήστορας υπήρξε βασιλιάς της Θράκης κατά τη διάρκεια του Τρωικού πολέμου. Υποστήριζε τους Τρώες και διατηρούσε φιλικές σχέσεις με τον Πρίαμο και την Εκάβη. Ο μύθος παραδίδεται με πολλές παραλλαγές, με πιο διαδεδομένη αυτή του Ευριπίδη. Σύμφωνα με τον αρχαίο τραγικό, λίγο πριν από την άλωση της Τροίας, ο Πρίαμος εμπιστεύθηκε στον Πολυμήστορα τον μικρότερο γιο του, Πολύδωρο, για να τον προστατεύσει. Μάλιστα, έστειλε μαζί και πολύ χρυσάφι, το οποίο θα χρησιμοποιούσε ο Πολύδωρος, όταν ενηλικιωνόταν. Όμως, μετά την πτώση της Τροίας ο Πολυμήστορας σκότωσε τον Πολύδωρο, δέσμευσε τον θησαυρό του και πέταξε το σώμα του στη θάλασσα. Το πτώμα ξεβράστηκε μπροστά από το στρατόπεδο των Ελλήνων, όπου κρατούνταν αιχμάλωτες οι γυναίκες της Τροίας. Ανάμεσά τους βρισκόταν η μητέρα του νεκρού, η Εκάβη, η οποία αποφάσισε να πάρει εκδίκηση. Κάλεσε, λοιπόν, τον Πολυμήστορα και τα παιδιά του στη σκηνή της, όπου, με τη βοήθεια και άλλων αιχμάλωτων γυναικών, τύφλωσε εκείνον και σκότωσε τα παιδιά του. Ο ίδιος ο Πολυμήστορας, προσπαθώντας να κερδίσει την εύνοια του Αγαμέμνονα, είπε πως σκότωσε τον Πολύδωρο για να μην υπάρξει ζωντανός απόγονος του Πριάμου που θα μπορούσε να ανασυγκροτήσει την Τροία. Σύμφωνα με εκδοχή του μύθου που παραδίδει ο Δίκτης ο Κρητικός, ο Πολυμήστορας παρέδωσε τον Πολύδωρο στον Αίαντα τον Τελαμώνιο προκειμένου να σώσει τη χώρα του. Από την άλλη, ο Υγίνος αναφέρει πως, όταν οι Έλληνες ζήτησαν από τον Πολυμήστορα να σκοτώσει τον Πολύδωρο, αυτός από λάθος σκότωσε τον δικό του γιο, Δηίπυλο. Σύμφωνα με αυτή την εκδοχή, ο Πρίαμος παρέδωσε τον Πολύδωρο στην Ιλιόνη, μια από τις κόρες του και σύζυγο του Πολυμήστορα, η οποία έβαλε τον Πολύδωρο κρυφά στη θέση του γιου της, Δηίπυλου και μεγάλωσε τον Δηίπυλο σαν να ήταν ο Πολύδωρος. Έτσι ο Πολυμήστορας σκότωσε τον ίδιο του τον γιο και όχι τον Πολύδωρο.
