Bien qu'ayant appris de sa mère la vérité sur sa filiation, Phaéthon cherche encore à l'affirmer, et le jeune homme se rend donc au palais d'Hélios, où il trouve le dieu du soleil. Hélios jure sur le Styx qu'il donnera à son fils tout ce qu'il voudra comme preuve de sa filiation.

Cette promesse s'est avérée imprudente, car le fait de jurer sur le Styx Les deux hommes ont formé une promesse inébranlable, et lorsque Phaethon a demandé l'impensable, Hélios n'a eu d'autre choix que d'accepter.

Les quatre chevaux d'Hélios, Aethon, Eous, Phlegon et Pyrois, sont alors harnachés et, la nuit tombée, Phaethon s'élance sur le char d'Hélios. Mais presque aussitôt, des problèmes surgissent, car Phaethon ne parvient pas à contrôler les chevaux et le char vire violemment vers le haut et vers le bas.

Lorsque le char du dieu soleil voyage trop haut, la terre commence à geler, mais lorsqu'il plonge vers le bas, la planète commence à brûler. Lors d'une de ces plongées, le char brûle la terre et crée le désert de Nubie. Une trajectoire basse provoque également l'assèchement des lacs et des rivières.

Zeus suit les événements depuis le mont Olympe et se rend compte que le passage de Phaethon ne peut plus être autorisé, et le dieu suprême déclenche alors l'un de ses éclairs.

L'éclair frappe Phaéthon, et le corps sans vie du fils d'Hélios plonge sur terre et tombe dans le fleuve Eriadanos (un fleuve souvent assimilé au Pô).

Hélios fut bien sûr bouleversé par la mort de son fils, et pendant les jours qui suivirent, il refusa de conduire son char, et la terre fut plongée dans l'obscurité pendant des jours, ce qui fit souffrir tout le monde.

Zeus demanda à Hélios d'atteler à nouveau ses chevaux, mais bien sûr Hélios reprocha à Zeus la mort de Phaéthon, bien que Zeus affirmât que c'était le seul moyen de sauver la terre. Finalement, il fallut les supplications de nombreux autres dieux et déesses du Mont Olympe pour qu'Hélios conduise à nouveau son char.

Hélios n'était pas le seul à pleurer la disparition de Phaéthon, car les sept sœurs de Phaéthon, les Héliades Les Héliades se rendaient à l'endroit où Phaéthon était tombé, et pendant quatre mois, elles restaient à pleurer. Les dieux du Mont Olympe voyaient la douleur des sœurs, et c'est ainsi que les Héliades furent transformées en peupliers, tandis que leurs larmes de douleur se transformaient en ambre. C'est près de cet endroit que les Héliades se rendaient à l'endroit où Phaéthon était tombé, et pendant quatre mois, elles restaient à pleurer. Argonautes y établiront leur campement pendant leur quête de la Toison d'or.

Certains auteurs anciens proclamaient qu'en mémoire de son fils, Hélios aurait fait placer son portrait parmi les étoiles sous la forme de la constellation Auriga. La constellation Auriga est le char, et bien qu'elle soit liée à Phaéthon, elle est également liée à Erichthonius (un ancien roi d'Athènes), Myrtilus (un fils d'Hermès) et Orsilochus (l'inventeur de l'attelage).