То ли Персей, уже ставший взрослым, был против этого брака, то ли царь Полидект просто не хотел ни с кем делить Данаю, но он дал Персею задание, казавшееся невыполнимым для любого смертного: принести ему в качестве свадебного подарка голову горгоны Медузы. С помощью богов Афины и Гермеса Персей отправился к граям («старухам», или «серым сестрам»), которые, будучи родственницами горгон, могли научить его, как найти Медузу. Они не пожелали добровольно предоставить ему эти сведения и сделали это лишь под угрозой изъятия единственного глаза и единственного зуба, которые они делили на всех. Граи сказали, что на севере Персей отыщет нимф, у которых есть все необходимое для выполнения его задачи. От этих нимф герой получил кожаную сумку, крылатые сандалии и шапку-невидимку. Гермес дал ему кривой нож, а Афина – хорошо отполированный щит. Именно последний атрибут был особенно важен: он позволял видеть горгон в зеркальном отражении. Это были покрытые чешуей рогатые змееволосые существа, при прямом взгляде на них любой обращался в камень. Обнаружив логово горгон, невидимый Персей отрубил голову спящей Медузы и положил ее в сумку. Благодаря крылатым сандалиями он оказался в недосягаемости для сестер Медузы, проснувшихся и бросившихся было за ним в погоню. Из шеи Медузы или из крови, которая из нее лилась, появился крылатый конь Пегас и довольно непонятный персонаж Хрисаор. В тех краях, над которыми пролетал Персей с сочащейся кровью отрубленной головой, начинали кишеть ядовитые змеи.
В ходе своего пути обратно на Сериф Персей навестил Атланта, ранее отказавшего ему в гостеприимстве, и в отместку за это превратил его в одноименные скалистые горы, показав ему голову Медузы. Также он останавливался в Египте, где, будучи родственником Даная, имел семейные связи и впоследствии почитался. Кроме того, Персей увидел и сразу же возжелал Андромеду, прикованную ее отцом Кефеем к скале на эфиопских берегах: девушка должна была стать жертвой морского чудовища, насланного Посейдоном на эти воды. То была искупительная жертва нимфам-нереидам, которых оскорбила жена Кефея Кассиопея, заявив, что превосходит их красотой. Убив монстра, а также дядю и бывшего поклонника Андромеды Пинея, Персей объявил Андромеду своей невестой и забрал ее на Сериф. Там он вновь извлек на свет голову Медузы, чтобы превратить в камень Полидекта за его дурное обращение с Диктисом и матерью.
Не нуждаясь более в крылатых сандалиях и шапке-невидимке, Персей отдал их Гермесу, чтобы тот вернул их нимфам. А голову Медузы герой отдал Афине, которая закрепила ее на своем нагруднике (или щите).