Η αναζήτηση για την Περσεφόνη έφερε τη Δήμητρα στα πέρατα του κόσμου. Κάποια στιγμή βρέθηκε στην Αρκαδία της Πελοποννήσου. Ο Ποσειδώνας, ο θεός της θάλασσας, ένιωσε έντονο πόθο για τη Δήμητρα και αποφάσισε να την κυνηγήσει. Η θεά προσπάθησε να ξεφύγει από την ανεπιθύμητη προσοχή του. Μεταμορφώθηκε σε φοράδα και κρύφτηκε ανάμεσα στα άλογα του Όγκιου, γιου του Απόλλωνα και τοπικού ηγεμόνα διάσημου για το κοπάδι των αλόγων που διατηρούσε. Ο Ποσειδώνας δεν ξεγελάστηκε. Μεταμορφώθηκε και αυτός σε άλογο και ζευγάρωσε με τη Δήμητρα. Από την ένωσή τους προήλθε ένα άλογο που το έλεγαν Αρίωνα. Η Δήμητρα εξοργίστηκε με τα τερτίπια του Ποσειδώνα και ενώθηκε μαζί του με πολύ οργή. Ο εκδικητικός θυμός της μπορούσε να είναι τρομερός, αλλά σύντομα αποφάσισε να δώσει τόπο στην οργή. Για τον λόγο αυτό, λούστηκε στον ποταμό Λάδωνα, οπότε ο θυμός της καταπραΰνθηκε. Ο Αρίωνας μεγάλωσε και έγινε ένα εντυπωσιακά γρήγορο άλογο με επιβλητική μαύρη χαίτη. Έλαβε μέρος στην εκστρατεία των Επτά εναντίον της Θήβας, όπου έσωσε τη ζωή του βασιλιά Άδραστου, καθώς και στην εκστρατεία του Ηρακλή στην Ήλιδα και στον αγώνα του εναντίον του γιου του Άρη, Κύκνου.

Πώρινος δίσκος με τη Δήμητρα και τον Ποσειδώνα, γλυπτό, American School of Classical Studies / Athenian Agora Excavations © American School of Classical Studies at Athens, Archives, Athenian Agora Excavations

Ο Παυσανίας ισχυρίζεται ότι η θεία ένωση Δήμητρας και Ποσειδώνα έφερε στον κόσμο και μια κόρη, αλλά το όνομά της δεν μπορούσε να αποκαλυφθεί στους αμύητους. Ήταν ευρέως γνωστή ως Δέσποινα, λέξη που προέρχεται από το *des-potnia, «κυρία του οίκου». Λατρευόταν σε ένα ιερό στη Λυκόσουρα, δυτικά της Μεγαλόπολης. Εκεί βρισκόταν άγαλμα της Δέσποινας και της Δήμητρας καθισμένες σε θρόνο. Η Δήμητρα κρατούσε δαυλό στο δεξί της χέρι και ακουμπούσε το άλλο χέρι πάνω στη Δέσποινα, που είχε ραβδί στα γόνατά της και ένα κουτί στο δεξί της χέρι. Τις δύο θεές συνόδευαν η Άρτεμις και ο Άνυτος, ένας Τιτάνας που μεγάλωσε τη Δέσποινα. Το σύμπλεγμα φιλοτεχνήθηκε από τον Δαμοφώντα και τα σωζόμενα σπαράγματα βρίσκονται στο Εθνικό Αρχαιολογικό Μουσείο στην Αθήνα.

Η Δέσποινα ήταν πολύ σεβαστή στους Αρκάδες, που έφερναν στο ιερό τον καρπό κάθε καλλιεργούμενου δέντρου εκτός από τη ροδιά. Τελούσαν επίσης Μυστήρια κοντά στο ιερό και θυσίαζαν πολλά ζώα προς τιμήν της Δέσποινας. Η μάλλον βάρβαρη θυσία συνίστατο στον διαμελισμό του ζώου αντί για τον σχετικά ανώδυνο θάνατο από το κόψιμο του λαιμού του θύματος όπως συνέβαινε στις συνήθεις θυσίες. Ο Παυσανίας δήλωσε ότι η Δέσποινα ήταν ένα από τα πολλά επώνυμα της θεότητας, αντίστοιχο με τη χρήση της λέξης «Κόρη» για την Περσεφόνη.