Po dwóch powstaniach w Udzie Nabuchodonozor II w 587 p.n.e., po zdobyciu Jerozolimy w wyniku szesnastomiesięcznego oblężenia, kazał to miasto zrównać z ziemią, stracić wszystkich wziętych do niewoli żołnierzy żydowskich, a pozostałą ludność przesiedlić do Babilonu, co znane jest w historii jako „niewola babilońska”.
Za panowania Nabuchodonozora II odbudowano z rozmachem stolicę Babilon. W mieście postawiono wiele imponujących budowli, m.in. zespół pałaców królewskich, monumentalną bramę Isztar oraz świątynię (ziggurat) w kształcie piramidy, którą legenda kojarzy z biblijną wieżą Babel. W państwie rozkwitały nauka i kultura.
Państwo nowobabilońskie nie istniało jednak długo. Panująca dynastia królewska została w roku 556 p.n.e. obalona wskutek przewrotu pałacowego (ostatnim królem był Nabonid), a już w 539 p.n.e. Babilonia dostała się we władanie króla Persji Cyrusa II Wielkiego (558–529 p.n.e.) i stała się na 200 lat prowincją Persji. Samo miasto Babilon zostało w następnym roku zniszczone przez pożary, w których poniosły śmierć setki mieszkańców, a tamtejsze „wiszące ogrody” zostały strawione bezpowrotnie przez ogień.