Ο Πολυμήστορας (Πολυμήστορ) ήταν ο 20ος μυθικός βασιλιάς της Αρκαδίας.
Ήταν γιος και διάδοχος του Αιγινήτη. Κατά τη διάρκεια της βασιλεία του, ο βασιλιάς της ΣπάρτηςΧάριλλος εισέβαλε στην Αρκαδία ακολουθώντας χρησμό του Μαντείου των Δελφών, που έλεγε ότι αν εισέβαλλαν στην Τεγέα θα μετρούσαν τη γη με σχοινιά. Ο Χάριλλος ερμήνευσε τον χρησμό ότι θα νικήσει και θα μοιράσει τη γη με σχοινιά, όπως συνηθιζόταν τότε. Έγινε μάχη η οποία ήταν όμως αμφίρροπη. Τότε οι γυναίκες της Τεγέας επιτέθηκαν στους Σπαρτιάτες ενισχύοντας τους άντρες τους, με αποτέλεσμα να νικήσουν. Ο ίδιος ο Χάριλλος συνελήφθη από τη Μάρπησσα, ενώ οι αιχμάλωτοι Σπαρτιάτες έζησαν την υπόλοιπη ζωή τους δεμένοι με σχοινιά οργώνοντας και και καλλιεργώντας τα χωράφια των Τεγεατών. Έτσι ο χρησμός επαληθεύθηκε. Διάδοχος του Πολυμήστορα ήταν ο γιος του Αίχμις.