Больших успехов в дешифровке клинописи достиг учитель геттингенской гимназии Гротефенд (1775–1853 гг.). Исходя из предположений, сделанных ещё его предшественниками, что косой клин является разделительным знаком, и что в алфавитной персепольской надписи одна группа знаков обозначает титул царя, Гротефенд предположил, что вся надпись в целом составляет титулатуру двух персидских царей. Благодаря целой цепи остроумных догадок Гротефенду удалось прочесть в этой надписи имена двух персидских царей из династии Ахеменидов, а именно Дария и Ксеркса, а также имя. Гистаспа, отца Дария. Таким образом, Гротефенд сумел правильно разобрать девять алфавитных знаков древнеперсидской клинописи и тем положить начало дешифровке клинообразных надписей. Правильность этой дешифровки подтвердилась впоследствии разбором четырёхязычной надписи, в которой имя Ксеркеа было яачертано клинописью и тут же египетскими гиероглифами, при помощи которых имя Ксеркса транскрибировано в форме очень близкой к клинописной (Кшаярша). Работу Гротефенда, открытие которого далеко не сразу было принято учёным миром, продолжали Лассен и Бюрнуф, определившие остальные знаки древнеперсидского алфавита. В работе Бюрнуфа, вышедшей в 1836 г., даётся правильное чтение 34 алфавитных знаков древнеперсидской письменности.

Ценнейший материал для проверки правильности этой дешифровки персидской клинописи и для дальнейшего развития новой науки, получившей впоследствии название ассириологии, дали работы английского путешественника Г. Роулинсона. Роулинсон в Персии в 1835 г. скопировал ряд клинообразных надписей и среди них знаменитую Бехистунскую надпись, высеченную на высокой неприступной скале. Тщательно изучив эти надписи, Роулинсон, ещё ничего не зная о дешифровке Гротефенда, правильно определил 18 алфавитных знаков персидской клинописи. Собранный Роулинсоном богатый материал дал возможность приступить к разбору и двух остальных систем клинообразной письменности. Роулинсону и Норрису удалось разобрать около 200 знаков второй системы, которая оказалась силлабической письменностью, служившей для начертания новоэламских надписей. Язык этих надписей, как показали работы академика Н. Я. Марра, принадлежит к группе яфетических языков. Третья система клинописи была дешифрована Гоулинсоном, Хинксом и Оппертом, которые установили в ней наличие свыше 200 силлабических знаков и некоторого количества идеограмм, применявшихся наряду со слоговыми знаками. Изучение этих надписей показало, что они написаны на языке, который принадлежит к группе семитических языков. Впоследствии была дешифрована и более поздняя система ассирийской слоговой клинописи, близкой к вавилонской, и, Наконец, наиболее древний тип клинописи, возникший у древнейшего населения южной Месопотамии, так называемых шумерийцев. Очевидно, что клинопись раньше всего возникла именно у шумерийцев, а затем была от них заимствована вавилонянами, которые её в свою очередь передали ассирийцам, а через них древним персам.

Дешифровка клинописи дала в руки учёным наиболее ценные источники по истории древней Месопотамии. Клинообразные надписи проливают яркий свет на хозяйственный и общественный строй, на политическую историю и на культуру древних народов Месопотамии.

Наибольшее значение для изучения экономики древнейшей Месопотамии имеют документы хозяйственной отчётности, найденные в архивах различных городов древнего Шумера, в архивах Лагаша, Уммы, Ура, Ларсы и др. Среди этих документов особенный интерес представляют обширные сводки учёта «производства операций с рабочей силой», договоры на продажу рабов, договоры на продажу земельных участков, а также документы отчётности торговцев, как, например, перечни доходов и расходов, отчёты о торговых операциях и прейскуранты. Все эти документы дают возможность подробно изучить хозяйственный строй древнего Шумера, а также установить специфические черты существовавшей там эксплоатации рабского труда. Яркую картину социальной борьбы и попытки проведения социальных реформ даёт знаменитая надпись Урукагины, правителя Лагаша, жившего в XXIV в. до н. э. Богатый материал для характеристики пережитков общинного строя и для изучения форм землевладения дают тексты царских жалованных грамот на землю, сохранившиеся на межевых камнях (XIV–XII вв. до н. э.). Административная переписка вавилонского царя Хаммурапи с его чиновниками в Ларсе даёт представление о системе искусственного орошения и административного управления в Вавилонии в первой половине II тысячелетия до н. э. Для характеристики различных форм аренды земли в эту эпоху мы располагаем большим количеством арендных договоров.

Существенное значение для изучения хозяйственного и общественного строя Шумера, Аккада и Вавилонии, а также для изучения развития права и судебного дела имеют отрывки древнешумерийских законов, относящихся к XX–XVIII вв, до н. э., и почти целиком сохранившийся кодекс Хаммурапи, важнейший источник для изучения древневавилонского права. Многочисленные договоры и контракты этой эпохи показывают, как применялись на практике отдельные статьи кодекса, и в значительной степени дополняют его.

Особую группу источников образуют исторические надписи, описывающие мирную и военную деятельность царей Шумера, Аккада и Вавилона. Среди них выделяются надписи, в которых описываются постройка храмов и сооружение каналов, победоносные походы и заключение мира. Такова надпись Эаннатума, правителя Лагаша, сохранившаяся на «Стэле коршунов» и описывающая победу над Уммой. Такова надпись Энтемены, представляющая большой интерес для изучения дипломатических отношений в древнем Шумере. Такова надпись Гудеа, правителя Лагаша, подробно повествующая о сооружении храма богу Нингирсу в Лагаше. Таковы, наконец, дипломатические документы из архива в Мари, характеризующие международные отношения в Передней Азии в первой половине II тысячелетия до н. э. и завоевательную политику вавилонского царя Хаммурапи. Некоторым дополнением к этим историческим надписям служили исторические легенды, излюбленным сюжетом которых является возвышение прославленного основателя новой династии при помощи божества. Среди этих легенд выделяется легенда о Саргоне I, царе Аккада, которого воспитал садовник и которого возвысила богиня Иштар.

Недостаток документальных источников заставляет исследователей широко пользоваться литературными, религиозно-магическими и научными текстами, которые в большом количестве были обнаружены в развалинах древних городов Месопотамии. Из этих текстов историк может часто извлечь важные исторические сведения. Так в магических текстах гаданий, предсказаний и знамений (omina) сохранились указания на различные события политической истории. Знаменитый эпос о древнем богатыре Гильгамеше содержит древние воспоминания о борьбе Элама с Шумером. А замечательный «Диалог господина с рабом» ярко характеризует классовую борьбу в древнем Вавилоне в царствование Хаммурапи. Все эти тексты, вместе взятые, дают полное представление о религиозных верованиях, о развитии литературы и научных знаний древних народов Месопотамии, ярко характеризуя уровень развития культуры того времени. Наконец, грамматические надписи и словари дают возможность тщательно изучить языки и письменность этих народов.

Крупные археологические открытия и дешифровка клинообразных надписей дали возможность учёным приступить к изучению истории и культуры древней Месопотамии. Так как внимание исследователей на первых порах было главным образом обращено на древнюю Ассирию, то эта новая историко-филологическая дисциплина получила название ассириологии. Только впоследствии изучение вавилонских памятников и шумерийских надписей расширило рамки этой дисциплины, которая, однако, сохранила по традиции прежнее название.