Das Sternbild Jungfrau gehört zu den 48 klassischen Sternbildern des Claudius Ptolemäus, die uns seit der Antike überliefert sind. Es liegt auf der Ekliptik zwischen den Sternbildern Löwe und Waage. Die älteste Erwähnung des Sternbilds stammt aus Mesopotamien. Dort stand um 2700 v. Chr. in Akkad die Sonne zu Beginn der Erntezeit in der Waage. Der hellste Stern des Sternbilds Jungfrau ging dadurch auf der dort steil stehenden Ekliptik kurz vor der Sonne auf, war dadurch auffällig und wurde als Anzeige dafür verwendet, dass die Erntezeit begann. Damals nannte man das Sternbild noch nicht Jungfrau, sondern „Mul-ab-sin“, was man als „Ackerfurche“ übersetzen kann. Den hellsten Stern des Sternbilds nannte man damals „Schala“, so hieß auch die göttliche Jungfrau der Kornähre.
Um 700 v. Chr. lernten griechische Astronomen das Sternbild in Babylon kennen und führten es in Griechenland ein. Hier entstanden bald unterschiedliche mythologische Erklärungen zu dem Sternbild.
Den Schriften des römischen Schriftsteller Hyginus (ca. 200 n. Chr.) zufolge stellt das Sternbild Erigone dar, die Tochter des Ikarios. Der Gott Dionysos hatte ihn die Kunst der Weinherstellung gelehrt. Ikarios war ein gelehriger Schüler und von dem Ergebnis so begeistert, dass er seinen Wein gleich einigen durstigen, aber völlig ahnungslosen Hirten anbot. Die Hirten tranken den leckeren Wein gerne, aber als sie daraufhin zum ersten Mal in ihrem Leben einen Rausch erlebten, nahmen sie an, dass Ikarios sie vergiftet hätte. Deshalb schlugen sie Ikarios tot und verscharrten den Leichnam unter einer Tanne.
Der treue Hund des Ikarios lief daraufhin zu Erigone und führte die Ahnungslose winselnd an das frische Grab. Als Erigone darin den toten Ikarios entdeckte, erhängte sie sich voller Verzweiflung in der Tanne, und der Hund ertränkte sich in einem nahen Brunnen. Zeus versetzte Erigone als Sternbild Jungfrau, und den Hund des Ikarios als Sternbild Kleiner Hund an den Himmel.
Anderen Quellen zufolge soll es die sanfte Kore darstellen, die Tochter des Zeus und der Fruchtbarkeitsgöttin Demeter. Kore wurde von ihrem eigenen Vater geschwängert, der sie danach ignorierte. Hades, der Herrscher des Totenreichs und Bruder des Zeus verliebte sich in sie, entführte sie ins Totenreich und machte sie zu seiner Braut. Zeus ließ das zu. Kore trug fortan den Namen Persephone und verbrachte fortan Jahr um Jahr die Hälfte ihrer Zeit als Gattin des Hades im düsteren Totenreich (das erzeugte den Winter) und die andere Hälfte bei ihrer Mutter an der sonnigen Oberfläche (dadurch kam es zum Sommer).
Andere behaupten, dass das Sternbild die schöne Dike darstellt. Dike wird mal als Tochter des Zeus und der Titanin Themis, mal als Tochter des Helios, als Tochter des Kronos oder als Tochter des Nomos und der Eusebia bezeichnet. Jedenfalls war damals war die Welt noch schön, still und friedlich und die ernste und sanftmütige Dike liebte diese paradiesische Zeit. Als Zwietracht und Gier der Menschen und der Götter die Welt zunehmend in ein blutiges Chaos verwandelten, zog sich Dike traurig in die Stille der Berge und des Sternenhimmels zurück, um die Folgen der Gier und der Bosheit nicht mehr sehen zu müssen. Der Begriff „Dike“ bezeichnet im Rechtssystem der griechischen Klassik das Zivilrecht.
Andere Quellen sehen im Sternbild Jungfrau eine Tochter des Zeus und der Themis namens Astraea. Die Ungerechtigkeit unter den Menschen und deren gefühllose Rücksichtslosigkeit ließen die jungfräuliche Astraea verzweifeln, so dass sie enttäuscht in den Himmel floh. Astraea verkörperte bei den Römern die Gerechtigkeit und die Justiz und tut das bis heute. Sie ist die junge Dame mit verbundenen Augen, die in der einen Hand eine Waage zum Wägen der Schwere der Schuld, in der anderen Hand ein scharfes Schwert hält. Erst die Römer gaben dem Sternbild den Namen Virgo (Jungfrau)), den hellen Stern nannten sie Spica (Ähre).

Mit seiner Fläche von 1294 Quadratgrad ist das Sternbild das zweitgrößte am Himmel. Man findet es, indem man ausgehend von der Deichsel des Großen Wagens eine Linie zu Arktur im Bärenhüter zieht und diese Linie über Arktur hinaus verlängert. Dann trifft man auf Spica, den hellsten Stern im Sternbild Jungfrau.
Heute wandert die Sonne vom 10. September bis zum 30. Oktober durch das Sternbild. Vor 2300 Jahren dauerte der Lauf der Sonne durch das Sternbild vom 24. August bis zum 23. September.

Der 1,0m helle Stern Spica (Alpha Virginis) ist ein blauweißer Riesenstern der Spektralklasse B2. Spica liegt in einer Entfernung von 262 Lichtjahren, er hat elf Sonnenmassen und 13500 Sonnenleuchtkräfte. Spica ist ein bedeckungsveränderlicher Doppelstern, sein kleinerer Partner hat sieben Sonnenmassen und 1700 Sonnenleuchtkräfte, die beiden verdecken einander alle vier Tage, die Gesamthelligkeit von Spica schwankt hierdurch jedoch nur um ca. 2%.
Zavijava (Beta Virginis) ist ein Stern mit sechs Sonnenleuchtkräften in 35 Lichtjahren Entfernung. Porrima (Gamma Virginis) ist ein enger Doppelstern, dessen beiden Partner zurzeit aufgrund ihrer Bewegung umeinander so dicht beieinander stehen, dass sie im Fernrohr nicht mehr getrennt gesehen werden können. Vindemiatrix (Epsilon Virginis) ist 102 Lichtjahre entfernt, der Name dieses Sterns bedeutet „Weinleserin“. In der römischen Antike zeigte der Aufgang von Vindemiatrix in der Morgendämmerung den Weinbauern an, dass der Zeitpunkt für den Beginn der Weinlese gekommen war.
Im Sternbild Jungfrau kann man bei klarem, dunklem Himmel mit einem Teleskop von 8 Zoll Öffnung zahlreiche Galaxien beobachten. Viele dieser lichtschwachen Objekte wurden bereits im 18. Jahrhundert mit kleinen Fernrohren entdeckt. Die meisten liegen am Himmel im Dreieck zwischen Vindemiatrix, Zaniah (Eta Virginis) und Denebola (Beta Leonis). Bei guten Bedingungen ist die mit 8,5m hellste Galaxie des Sternbilds, M49, schon im kleinen Fernglas zu sehen.
Weitere helle Galaxien sind M58, M59, M60, M61, M84, M86, M87, M88, M89, M89, M90, NGC 4526, NGC 4535, NGC 4636, NGC 4753. Diese Galaxien gehören zum Virgo-Galaxienhaufen, sie sind im Mittel ca. 60 Millionen Lichtjahre entfernt. M87 ist eine elliptische Riesengalaxie mit ca. 3 Billionen Sonnenmassen und ist damit eine der massereichsten Galaxien, die je entdeckt wurden.
Eine weitere helle Galaxie ist M104, nahe der südlichen Grenze zum Sternbild Rabe gelegen. M104 ist 30 Millionen Lichtjahre entfernt und ist auch unter dem Namen „Sombrero-Galaxie bekannt, sie liegt ca. 10° westlich von Spica.
Das am weitesten entfernte in mittelgroßen Fernrohren erkennbare Objekt im Sternbild Jungfrau ist der Quasar 3C 273. Im Fernrohr ab 8 Zoll Öffnung ist er bei klarem, dunklem Himmel als blassblaues Pünktchen von 12,8m ca. 4° ost-südöstlich des 5m hellen Sterns 16 Virginis zu erkennen. 3C273 ist ca. 2,4 Milliarden Lichtjahre entfernt und strahlt 4,1 Billionen Mal heller als unsere Sonne.