Hijo de Erecteo (rey de Atenas) y Praxitea. Tuvo cincuenta hijas llamadas las Tespiades, bien con su esposa Megamele o de varias de sus concubinas.
Cuando ocupaba el trono de Tespias (Beocia), alojó en su casa a Heracles, cuando éste cumplía uno de sus trabajos: cazar al león de Calidon, que atacaba al ganado de Anfitrión.
Tespio que deseaba que su descendencia fueran hijos de héroes, fue ofreciendo a Heracles, cada noche, durante los 50 días que se alojó, a una de sus hijas. Heracles, que llegada fatigado de la cacería, no se daba cuenta del cambio, de que cada noche tenía una nueva compañera.
Otra versión, relata que se acostó con todas en una sola noche, menos con una que lo rechazó y como castigo Heracles la condenó a permanecer virgen como sacerdotisa. Tuvo más de cincuenta hijas (excepto con la que rehusó) ya que las hijas mayor y menor tuvieron gemelos.
Una tercera versión cuenta de que este hecho se produjo durante un sacrificio que presidió Heracles, invitado por Tespio.
Tespio, fue quien purificó a Heracles, después del asesinato cometido de sus hijos, cuando se encontraba en un estado de locura provocado por la diosa Hera.