Даже под властью ассирийских царей, особенно Сарданапала, в Вавилоне не прекращалась напряженная умственная деятельность. Ассириец по рождению, Сарданапал совершенно вавилонизировался. Он собрал целую библиотеку из глиняных табличек, применявшихся в Месопотамии для письма с раннего шумерского периода. Это собрание было найдено археологами и, возможно, представляет собой самый драгоценный исторический материал за всю историю науки. Последний вавилонский царь из халдейской династии Набонид обладал еще более утонченными литературными вкусами. Он покровительствовал архивным разысканиям, и после того как ученые вычислили дату воцарения Саргона I, этот факт был увековечен особыми надписями. Однако в его царстве появилось немало признаков разделения, и он, пытаясь усилить централизацию власти, велел построить в Вавилоне храмы для многих местных богов. Впоследствии это средство успешно применяли римляне, но в Вавилоне оно вызвало зависть влиятельных жрецов главного бога Бел-Мардука. Они решили заменить Набонида Киром Персидским, который правил соседним Мидийским царством и прославился покорением богатейшего в Малой Азии лидийского царя Креза. Кир подступил к Вавилону, и после короткой битвы городские ворота открылись перед ним (538 г. до н. э.) — персидские воины без боя заняли город. По библейскому преданию, наследнику Набонида Валтасару во время пира явилась на стене надпись, состоявшая из магических слов: Mene, Mene, Tekel, Up-harsin. Призванный разгадать эту загадку пророк Даниил прочитал надпись так: «Исчислил Бог царство твое и положил конец ему; ты взвешен на весах и найден очень легким; разделено царство твое и дано Мидянам и Персам» (Дан. 5,30). Возможно, жрецы знали что-то об этой надписи. Как рассказывает Библия, Валтасар был убит в ту же ночь, Набонид пленен, а завоевание города произошло настолько мирно, что даже не нарушилось богослужение в храме Бел-Мардука.
Так объединились Вавилонское и Мидийское царства. Сын Кира Камбиз покорил Египет, но сошел с ума и был случайно убит. Ему наследовал Дарий Мидийский, или Дарий I, сын Гистаспа, одного из главных советников Кира.
Персидское царство Дария I, первое из новых арийских государств на месте древних цивилизаций, было величайшей империей. В него входили: вся Малая Азия и Сирия, прежние Ассирийское и Вавилонское царства, Египет, Кавказ с прикаспийскими землями, Мидия и Персия. Оно распространялось до самого Инда. Существование подобного царства стало возможным благодаря боевым колесницам, верховой лошади и строительству дорог. До сих пор быстрейшими средствами сообщения являлись осел, вол и верблюд. Персидские властители для управления своим царством построили длинные дороги-артерии, где всегда были наготове почтовые лошади для царских гонцов или путешественников, имевших на то особое разрешение. Стали употребляться монеты, что значительно облегчило торговлю и иные сношения. Однако Вавилон не сохранил своего положения, как столицы. В конечном итоге жрецы Бел-Мардука ничего не выиграли. Вавилон хотя и оставался влиятельным центром, но клонился к упадку, а новыми великими городами стали Персеполис, Сузы и Экбатана. Ниневия была оставлена и постепенно превращалась в руины.
