底格里斯河和幼發拉底河中下游，被稱做美索不達米亞（希臘語意為「兩河之間的土地」）平原，這裡是古代人類文明的重要發源地之一。
兩河流域文明的先驅是蘇美爾人，早在公元前4000年前後，可能是來自伊朗高原上的蘇美爾人就已經在兩河流域建立了規模較大的村鎮和城市，有了先進的灌溉農業，有了神廟。大約在公元前3500年前後，蘇美爾人已經以神廟為中心建立了一些城邦國家。
蘇美爾人創造了楔形文字，最先，這種文字是象形的。假使要表示複雜的意義，就用兩個符號合在一起，例如「天」加「水」就是表示「下雨」；「眼」加「水」就是「哭」等。後來又發展可以用一個符號代表多種意義，例如「足」又可表示「行走」、「站立」等，這就是表意符號。再到後來，一個符號也可以表示一個聲音，例如「星」這個楔形字，在蘇美爾語里發「嗯」音，如果用來表示發音的話，就與原來的「星」這個詞的含義沒有關係了，只表示發音，這就是表音符號。為了表示字應該表示什麼意思和發什麼音，蘇美爾人又發明了部首文字。比如，如果一個人名之前加上一個特殊符號，就表示這是一個男人的名字。最早的蘇美爾文字刻在石頭上，約在公元前3200年，蘇美爾人開始採用泥版刻字，即將文字刻在濕潤狀態的粘土製成的板狀物上，然後用火或者陽光烤乾。蘇美爾人留在泥板上的文字，由於筆畫像楔子，所以稱為「楔形文字」，又叫「釘頭字」或「箭頭字」。
公元前3000前後，蘇美爾經濟繁榮的同時，城邦也戰事不斷。最後，公元前2371年，來自北方的阿卡德人統一了蘇美爾城邦。阿卡德人建立的王朝只存在了一百多年也滅亡了。公元前2200年左右，來自敘利亞草原的另一支閃族阿摩利人攻佔這座小城，建立了國家。驍勇善戰、爭強尚武的阿摩利人以此為中心，南征北討，四處征戰，最終建立了一個強大的巴比倫帝國，歷史上稱之為「古巴比倫王國」。阿摩利人也因此被稱為巴比倫人。巴比倫人繼承了蘇美爾人和阿卡德人的文明成果，並發揚光大，把美索不達米亞文明發展到了頂峰。
古巴比倫最傑出的國王漢謨拉比在位時（公元前1792—1750），巴比倫已從微不足道的村落發展成為一個繁榮的大城。漢謨拉比登上王位後，即著手統一兩河流域。漢謨拉比採取了比較靈活的外交政策，首先與拉爾撒結盟，滅亡伊新；接著又與馬里聯合，征服拉爾撒；滅亡拉爾撒後，他又掉轉槍口，揮兵直逼馬里城下，迫使馬里俯首稱臣。除北部的亞述，基本上統一了兩河流域，最後定都巴比倫。
漢謨拉比不僅是個征服者，也是一個有才幹的管理者和立法者。漢謨拉比在統一巴比倫的過程中，建立起了強大的中央集權的奴隸主專政的國家機器。他總攬全國的立法、司法、行政、軍事和宗教大權，並把自己加以神化，自稱為偉大的天神的後裔。他任命中央各部大臣，委派地方各級官吏。從中央到地方，設立一系列法庭，不服從法庭判決的人可直接向王上訴；向各階級徵稅，包括僧侶在內；徵兵令嚴格執行，違者處死；獎勵農商，興建神廟，在基什和波斯灣之間開鑿了一條運河。泥版文書記載，這條運河的開鑿，不但使大片荒地變成良田，而且使南部許多城市永絕水患之災。總之，在漢謨拉比時代，豪華雄偉的宮殿，巍峨壯麗的神廟，橫跨幼發拉底河的大橋，跨海運輸的商船……這一切都顯示了巴比倫的輝煌與興盛。巴比倫城不僅是強大王國的首都，而且成為了世界性的大都會。
漢謨拉比根據國內新的社會經濟關係，在各邦原有奴隸製法典的基礎上，結合阿摩利人的氏族部落習慣法，制定了一部新的成文法典———《漢謨拉比法典》。《漢謨拉比法典》是目前所知人類歷史上第一部較完備的成文法典。法典旨在保護奴隸主貴族、僧侶、大商人和高利貸者的私有財產，調整自由民內部的關係，並加強對廣大奴隸及其他勞動人民的剝削和統治。
漢謨拉比以後，巴比倫王國漸趨衰落，先後受到赫梯人、喀西特人的入侵。到公元前729年，古巴比倫王國終於被亞述帝國吞併。
公元前612年，迦勒底人聯合米底人推翻了亞述帝國。迦勒底人建立的的帝國也是以巴比倫城為首都，歷史上稱為「新巴比倫王國」。這個王國在尼布甲尼撒統治時期達到鼎盛。尼布甲尼撒曾兩次攻陷耶路撒冷，毀滅猶太王國，把大批猶太人當奴隸押往巴比倫，史稱「巴比倫之囚」。尼布甲尼撒還下令重建巴比倫城，在城內建造了古代世界七大奇蹟之一的「空中花園」。重建後的巴比倫城宏偉壯麗，直到100多年後，希臘歷史學家，被稱為「歷史之父」的希羅多德來到巴比倫城時，仍稱它為世界上最壯麗的城市。