Mit mówi, że Hades porwał Persefonę, zwaną też Kore („Dziewczyną”), córkę bogini urodzaju Demeter. Zrozpaczona matka szukała jej po całym świecie. Według Hymnu homeryckiego do Demeter bogini przybyła do Eleusis w przebraniu staruszki, usiadła przy studni i została niańką syna miejscowego króla. Gdy w końcu objawiła się jako bogini, kazała zbudować sobie tu świątynię. Z jej żałoby ziemia przestała rodzić, więc Zeus wymusił kompromis: Persefona spędza część roku pod ziemią, a część z matką. To mityczne wyjaśnienie rytmu siewu i zbiorów, a Eleusis stało się miejscem, gdzie ludzie przychodzili przeżyć tę historię na własnej skórze. Pogodzona Demeter podarowała ludziom uprawę zboża przez młodego Triptolemosa z Eleusis. Tę scenę pokazuje Wielki Relief Eleuzyński z ok. 440–430 r. p.n.e., znaleziony w sanktuarium, a dziś wystawiony w Atenach: bogini wręcza chłopcu kłosy, a Persefona unosi dłoń nad jego głową.

Misteria eleuzyńskie miały korzenie w rolniczym kulcie z epoki mykeńskiej i przetrwały blisko dwa tysiące lat. Mniejsze misteria odbywały się wczesną wiosną, Wielkie w miesiącu boedromion (wrzesień–październik) i trwały dziesięć dni. Tysiące mystów szły w procesji Drogą Świętą z Aten, ok. 20 km. Na moście nad Kefisosem obrzucano ich sprośnymi żartami na pamiątkę Jamby, która rozśmieszyła pogrążoną w żałobie Demeter. Pili kykeon, napój z jęczmienia i mięty polej. Hipoteza, że zawierał halucynogenny sporysz, pozostaje niepotwierdzona. Wtajemniczenie było otwarte dla mężczyzn i kobiet, wolnych i niewolników mówiących po grecku. Wśród mystów byli Sofokles, Platon, Cyceron, August, Hadrian i Marek Aureliusz.

Co dokładnie działo się w Telesterionie, nie wiadomo, bo zdradzenie tajemnicy karano śmiercią. Ajschylos (ok. 525–456 p.n.e.), który urodził się w Eleusis i jako pierwszy wprowadził na scenę drugiego aktora, dlatego uchodzi za ojca tragedii, odpowiadał przed sądem za rzekome ujawnienie jej na scenie i został uniewinniony, a w 415 r. p.n.e. o parodiowanie misteriów oskarżono Alkibiadesa. Chrześcijański autor Hippolit pisze, że kulminacją było pokazanie w milczeniu ściętego kłosa zboża. Kapłanów, z hierofantem na czele, wybierano z dwóch starych rodów, Eumolpidów i Keryków. Kres misteriom położył w 392 r. Teodozjusz I (cesarz 379–395), ostatni władca całego cesarstwa rzymskiego, który zakazał pogańskich kultów., W 396 r. sanktuarium splądrowali Goci Alaryka.

Telesterion był wielką, prawie kwadratową salą z lasem kolumn i schodkowymi stopniami wokół ścian. Strabon porównywał jego pojemność do teatru. Za Peryklesa projektował go Iktinos, architekt Partenonu. Przy drodze procesji, w skale u stóp wzgórza, jest grota Ploutonion, sanktuarium Hadesa, uznawana za wejście do podziemi, którym porwano Persefonę. Przed wejściem zachowała się studnia Kallichoron, przy której według Pauzaniasza kobiety z Eleusis po raz pierwszy tańczyły na cześć bogini, oraz rzymskie Wielkie Propyleje. Wokół wyrosła dziś przemysłowa Elefsina z największą rafinerią w Grecji i cementownią. W 2023 r. miasto było Europejską Stolicą Kultury. Od 1975 r. pod koniec lata w dawnej fabryce mydła nad morzem odbywa się Festiwal Ajschylejski.