Очевидно, именно поэтому вавилонский царь, крупнейший политический деятель своего времени, уделил столько внимания строительным работам, стремясь создать вокруг Вавилона пояс оборонительных сооружений и превратить всю вавилонскую область в мощный укреплённый район. Навуходоносор сам подробно сообщает об этих работах в своих надписях. Воспоминания об этих грандиозных укреплениях явственно сохранились у греческих писателей, в частности у Геродота. Наконец, остатки этих сооружений были обнаружены во время раскопок вавилонской столицы. Судя по этим раскопкам, Вавилон был окружён тремя стенами, из которых одна достигала 7 м толщины, другая — 7,8 м, а третья — 3,3 м, причём за последней стеной простирался крепостной ров. Одна из этих стен была укреплена башнями шириной в 8,36 м и расположенными на расстоянии 44 м друг от друга. Археологи раскопали остатки 15 башен. Можно предполагать, что вдоль всей стены было расположено свыше 300 таких башен. Сложная система гидротехнических сооружений позволяла в случае появления врагов затопить низменность, окружающую вавилонскую область. В своей надписи царь об этом писал: «Чтобы враг, замысливший злое, не мог бы подступить к стенам Вавилона, я окружил страну могучими водами, которые подобны вздувшимся волнам. Переход через них подобен переходу через великое море солёной воды».
Ведя последовательно завоевательную политику, Навуходоносор во всём подражал завоевателям предшествующего врамени, египетским фараонам и ассирийским царям. Чтобы показать всему миру блеск своего могущества и в то же время теснее связать судьбу династии с высшим вавилонским жречеством, вавилонский царь предпринял огромные строительные работы, которые должны были превратить Вавилон в роскошную столицу мира, достойную преемницу былой мощи разрушенной Ниневии и переживших своё величие египетских Фив. Развалины грандиозных и пышных построек, воздвигнутых Навуходоносором, сохранились до наших дней. Археологические раскопки, предпринятые на месте древнего Вавилона, обнаружили остатки крупных зданий, фасады которых были роскошно украшены большими изображениями и пёстрым орнаментом, прекрасно сделанным при помощи большого количества эмалированных изразцов. Развалины большого дворца были обнаружены при раскопках холма, который носит название «Бабиль». Этот дворец, состоящий из множества дворов, больших и маленьких помещений, был построен на высокой террасе, достигающей 18 м высоты. Плиты пола были сделаны из песчаника. Надпись на этих плитах гласила: «Дворец Навуходоносора, царя Вавилона, сына Набопаласара, царя Вавилона».
Наиболее интересные постройки времени Навуходоносора были обнаружены при раскопках холма «Каср», который скрывал остатки так называемой «Южной крепости». Здесь были найдены остатки огромного дворца с роскошным тронным залом. Стены были богато орнаментированы эмалированными изразцами, украшенными красивым узором. Мимо этого дворца проходила священная дорога для религиозных процессий, ведшая к храму Эсагила, построенному в честь Мардука, верховного бога Вавилона. Эта дорога была прекрасно вымощена огромными каменными плитами и с двух сторон окаймлена крепостными стенами, украшенными прекрасно сделанными изображениями львов. Дорога проходила через монументальные крепостные ворота, посвященные богине Иш-тар. Стены ворот были украшены эмалированными изразцами, изображающими быков и фантастических животных. На огромных плитах, которыми была вымощена эта дорога, сохранилась клинописная надпись великого строителя Вавилона: «Я — Навуходоносор, царь Вавилона, сын Набопаласара, царя Вавилона. Я вымостил вавилонскую дорогу для процессий великого владыки Мардука плитами из камня шеду. Мардук владыка, одари вечной жизнью». При Навуходоносоре Вавилон, украшенный монументальными и роскошными постройками, стал одним из красивейших городов древневосточного мира.
Навуходоносор умер в 562 г. Его 43-летнее царствование было временем наивысшего расцвета Ново-Вавилонского царства. Его слабые преемники не смогли достойным образом продолжать его деятельности. Дворцовые смуты, вдохновляемые влиятельными жрецами, приводили к частым государственным переворотам. За 6 лет на престоле вавилонских царей сменилось 3 царя, из которых двое было убито. Сложная политическая обстановка, острое классовое расслоение внутри страны, угроза персидского нашествия требовали от вавилонского правительства энергичных действий и большой дипломатической изворотливости. Набоиид, возведённый на вавилонский престол после государственного переворота 555 г., пытался в меру своих способностей продолжать деятельность Навуходоносора II, которого он часто упоминает в своих надписях и которого он благоговейно чтил в качестве своего покровителя.
Набонид в течение своего 17-летнего царствования (555–538 гг. до н. э.) должен был упорно бороться за целостность своего государства. В начале своего царствования ему пришлось подавить восстание в северной Сирии и совершить поход в Хамат, в страну Амурру, дойдя на юг до Эдома. Однако не здесь гнездилась главная опасность для Вавилона. Сирия и Палестина были подавлены и не могли ожидать помощи от ослабленного Египта. Тир управлялся Хирамом III, которого возвёл на престол сам Набонид. Более сложное положение создалось для Вавилона в северной части Месопотамии. Мидийский царь Астиаг (Иштувегу) двинулся в северную Месопотамию и напал на область Харрана. Набонид в своих надписях сообщает, что он выступил против «умманмандов» (мидян), но что Кир, царь Аншана, разбил мидян. Весьма возможно, что Набонид, видя крушение Мидийского царства и возвышение Персии, решил укрепить свои северо-западные границы и поэтому обратил особенное внимание на Харран и восстановление харранских святынь, которые, по его словам, сильно пострадали от индийских нашествий.
Предчувствуя неминуемую угрозу персидского нашествия, Набонид пытался укрепить свои связи с далёкой Аравией и с этой целью совершил поход в Тейму, захватив этот город и даже превратив его в свою резиденцию, где он мог себя чувствовать в сравнительной безопасности. Грозные тучи сгущались на политическом горизонте Вавилонского царства. Кир, царь Персии, покорив Мидию в 550 г., двинулся против Лидии, завоевал Лидийское царство и таким образом окружил своими владениями Месопотамию с востока и с севера. В Вавилонской хронике тщательно отмечаются все успехи персидского царя, которые угрожали уже непосредственно самому Вавилону. Под 546 г. в хронике говорится о том, что эламиты (очевидно — персы или эламские союзники персов) вторглись в Аккад и эламский правитель был назначен в Урук. К востоку от Тигра персы захватили область Гутиум, расположенную между Нижним Забом, Тигром и Диалой. В 539 г. Кир вторгся в Месопотамию и разбил вавилонские войска под Описом, что вызвало большое восстание в Аккаде. В 538 г. Кир занял Сиппар и подступил к Вавилону. Набоииду не помогла ни его набожность, ни его учёность, ни статуи богов, которые он со всей страны свёз в Вавилон, превратив Вавилон в величайший музей религиозных древностей. Осенью 538 г. Кир вступил в Вавилон, отстранив Набонида и присоединив Вавилонию к могущественной Персидской державе.
Так пало Ново-Вавилонское царство и окончилась последняя попытка образовать великую державу с центром в Вавилоне. Однако Вавилон всё ещё сохранял некоторое время большое экономическое и культурное значение, являясь крупнейшим центром торговли Передней Азии и той древней культуры, которая оказала столь мощное воздействие на развитие культурной жизни не только древневосточного, но и всего древнего мира.
