En la mitología azteca, Iztaccíhuatl era una princesa que se enamoró de uno de los guerreros de su padre, Popocatépetl. El emperador envió a Popocatépetl a la guerra en Oaxaca, prometiéndole a Iztaccíhuatl como esposa cuando regresara (lo que el padre de Iztaccíhuatl presumía que no haría). A Iztaccíhuatl le dijeron falsamente que Popocatépetl había muerto en la batalla, y creyendo la noticia, murió de pena. Cuando Popocatépetl regresó y encontró a su amor muerto, llevó su cuerpo a un lugar fuera de Tenochtitlan y se arrodilló junto a su tumba. Los dioses los cubrieron de nieve y los convirtieron en montañas. La montaña de Iztaccíhuatl recibe el nombre de «Mujer Dormida» (del náhuatl iztāc «sueño» y cihuātl «mujer») porque se asemeja a una mujer tumbada de espaldas, y a menudo está cubierta de nieve; el pico recibe a veces el apodo de «La Mujer Dormida». El Popocatépetl se convirtió en un volcán activo, haciendo llover fuego sobre la Tierra con una rabia ciega por la pérdida de su amada.
Una historia diferente fue contada por los hablantes de náhuatl de Tetelcingo, Morelos, según la cual Iztaccíhuatl era la esposa del Popo, pero Xinantécatl la deseaba, y él y el Popocatépetl se lanzaron rocas el uno al otro con ira. Esta fue la génesis de las cordilleras rocosas de la divisoria continental y del cinturón volcánico trans-mexicano que se encuentra entre las dos montañas. Finalmente, el Popocatépetl, en un arranque de ira, lanzó un enorme trozo de hielo, decapitando el Nevado de Toluca. Por ello, el Nevado tiene una cima plana, con hombros anchos pero sin cabeza. Es posible que esta leyenda conserve el recuerdo de las erupciones catastróficas.
La leyenda más popular sobre el Iztaccíhuatl y el Popocatépetl proviene de los antiguos nahuas. Al provenir de una tradición oral, existen muchas versiones de la misma, junto con poemas y canciones que cuentan esta historia:
Muchos años antes de que el conquistador Hernán Cortés llegara a México, los aztecas vivían en Tenochtitlan, la actual Ciudad de México. El jefe de los aztecas era un famoso emperador, que era amado por todos los nativos. El emperador y su esposa, la emperatriz, estaban muy preocupados porque no tenían hijos. Un día la emperatriz le dijo al emperador que iba a dar a luz a un niño. Nació una niña que era tan hermosa como su madre. La llamaron Iztaccíhuatl, que en náhuatl significa «dama blanca». Todos los nativos querían a Izta, y sus padres la prepararon para ser la emperatriz de los aztecas. Cuando creció, se enamoró de un capitán de una tribu, que se llamaba Popoca, pero el emperador no les permitió casarse. Un día, estalló una guerra en la que estaba en juego el destino del Imperio, y los guerreros aztecas tuvieron que ir al Sur para luchar contra el enemigo. El Emperador le dijo a Popoca que tenía que traer la cabeza del jefe enemigo de vuelta de la guerra, para poder casarse con su hija. Después de varios meses de combate, un guerrero que odiaba a Popoca envió un mensaje falso al Emperador. El mensaje decía que su ejército había ganado la guerra, pero que Popoca había muerto en la batalla. El emperador se puso muy triste al conocer la noticia, y cuando Izta se enteró no pudo dejar de llorar. Se negó a salir y no comió más. Unos días después, enfermó y murió de tristeza. Cuando el Emperador estaba preparando el funeral de Izta, Popoca y sus guerreros llegaron victoriosos de la guerra. El Emperador se sorprendió al ver a Popoca, pero se preparó para ofrecerle el trono, a lo que Popoca se negó ya que sólo quería casarse con Izta. El emperador anunció que Izta había muerto de un corazón roto. Popoca mató a los guerreros que habían enviado el falso mensaje al Emperador. Luego tomó el cuerpo de Izta y abandonó la ciudad. Recorrió un largo camino hasta llegar a unas montañas donde ordenó a sus guerreros que construyeran una mesa funeraria con flores y puso a Izta tumbada encima. Luego se arrodilló para velar a Izta y murió también de tristeza. Los dioses se conmovieron con el sacrificio de Popoca y convirtieron las mesas y los cuerpos en grandes volcanes. El volcán más grande es el Popocatépetl, que en náhuatl significa «montaña humeante». A veces echa humo, mostrando que sigue vigilando a Iztaccíhuatl, que duerme a su lado.
Otro cuento es muy parecido al anterior: Algunos guerreros no querían que Popoca estuviera con Izta, ya que a ellos mismos les gustaba; y enviaron un mensaje al emperador diciendo que Popoca había muerto. Izta se puso muy triste y murió de pena. Cuando Popoca regresó, se enteró de la muerte de Izta y también se puso triste. Salió de la ciudad con el cuerpo de Izta y ordenó a sus soldados que hicieran un túmulo para él e Izta. Puso el cuerpo de Izta en un túmulo y se subió al otro con una antorcha humeante. Se quedó allí para siempre, cuidando de Izta, y, con el paso del tiempo, la tierra, la nieve, las rocas y la madre naturaleza los cubrieron, convirtiéndolos en grandes montañas. La antorcha de Popoca sigue humeando como recuerdo de lo sucedido.