В XIII и XII веках до н. э. Вавилония подпадает под ассирийское владычество, а с 732 года до н. э. она стала одной из ее провинций.
Вавилоняне не могли примириться с такой участью и неоднократно восставали с оружием в руках. Ассирийские войска разрушили Вавилон и затопили его водой в 689 году до н. э.
Сын Синахериба — разрушителя Вавилона — Асархаддон спустя девять лет повелел восстановить город. Ассирийские цари правили в Вавилонии до 626 года до н. э. В этом году ассирийский наместник Вавилонии Набопаласар начал восстание против Ассирии, заключив союз с Мидией, что находилась в северо-восточной части современного Ирана.
Война против Ассирии длилась до 605 года до н. э. и закончилась победой союзников. Они разгромили Ассирию, а ее территорию поделили между собой.
Сын Набопаласара, известный в истории как царь Навуходоносор II (604–562 годы до н. э.), продолжал захватническую политику своего отца и завоевал Сирию, Иудею, Финикию и ряд других государств. В период правления потомков Навуходоносора возвысился персидский царь Кир II, который хорошо подготовился к войне против Вавилонии, изучил военный опыт вавилонян, разведал систему оборонных сооружений вавилонских городов, и в 539 году до н. э. произошло сражение персидских и вавилонских войск на востоке Двуречья и города Описа, там, где сейчас впадает река Дияла в Тигр.
Персидские войска, разбив вавилонян, начали наступление на их столицу, ворвались в одни из открытых ворот, и Вавилон пал.
Такова одна из версий захвата Вавилова. Вторая сообщает, что персы не смогли взять его приступом и решили отвести воды реки Евфрат, которая делила город на две части, и по осушенному руслу ворвались в город. Во время боев сын царя Вавилонии Валтасар погиб, а сам царь Набонид попал в плен.
В 331 году до н. э. войска Александра Македонского захватили Вавилон и превратили в столицу огромной империи.
В 312 году до н. э. один из диадохов (преемников-полководцев) Александра Македонского по имени Селевк переселил значительную часть жителей Вавилона в новую столицу Селевкидов — город Селевкию. С этого времени Вавилон стал хиреть. Жители покидали его, увозя с собой все, что могли, вплоть до кирпичей, домов и городских строении для возведения новых жилищ. Жизнь в Вавилоне продолжалась вплоть до I–II веков н. э. С того времени там никто не обитал.
Постепенно местонахождение Вавилона было забыто. Лишь многолетний поиск археологов увенчался успехом. Там, где некогда был Вавилон, до недавнего времени имелось несколько деревень. Если стать спиной к современному Багдаду и лицом к Басре, что расположена на юге страны, то можно увидеть на левом берегу реки Евфрат группу холмов. Самый северный носит название Бабиль — он включал в себя дворец Навуходоносора с «висячими садами» Семирамиды. К югу от этого холма — холм с красивым арабским названием Аль-Каср — «дворец», под которым были похоронены дворцы других вавилонских царей.
