По утверждению Гигина, в античную астрономию это созвездие ввёл Фалес Милетский, включив его в каталог звёздного неба Клавдия Птолемея «Альмагест».
Греки считали созвездие Большой Медведицы нимфой Каллисто, а Малую Медведицу — её собакой. Согласно греческим мифам, Зевс соблазнил нимфу Артемиды, Каллисто. Она родила сына Аркада. Спасая нимфу и своего ребёнка от мести, Зевс перенёс их на небо, Каллисто — Медведицей, а сына — Волопасом.
С Малой Медведицей связана и легенда о рождении Зевса. Чтобы спасти своего сына от отца Крона, поедавшего своих детей, богиня Рея унесла Зевса на вершину горы Иды, в священную пещеру, и оставила на попечение нимфам и их матери Мелиссе (или двум нимфам Мелиссе и Киносуре). В благодарность Зевс позднее вознёс на небо Мелиссу в виде Большой и Киносуру в виде Малой Медведицы. В ранних версиях мифа Мелисса и Киносура — медведицы, позже трансформировавшиеся в нимф. На старинных картах Малая Медведица (или только Полярная звезда) иногда именуется Киносурой («хвостом собаки»).