У 11 столітті до н. е. Вавилон переживав складні часи. Еламітом чи зуміли захопити Вавилон, і розграбувати столичний місто, проте сил не вистачило для того, щоб утримати Вавилон під контролем. Зрештою, місцеве населення спалахнуло повстанням, і вже через років вавілоняни розграбували столицю Еламу. Втім, і вони не змогли закріпити там свою владу, тому у відносинах між Вавилоном і Еламом зберігся паритет. Період після відновлення Вавилонського царства в кінці 11 століття до н.е. і до падіння Ассирійської держави в 605 р. до н. е. деякими істориками виділяється як Ассиро-вавілонський період. Інші вважають, що він настав, коли у Вавилон хлинули племена халдеїв у 10 столітті до н. е.

Незабаром ассірійці, після того як їх империявосстановила свою могутність, переживши вторгнення племен арамеїв, в ході запеклої боротьби захопили Вавилон. Подальші роки для вавілонян не були сприятливими – Ассирія переживала небувалий розквіт в своїй історії, і стала найбільш могутньою державою сучасності, у той час як у Вавилоні і Єгипті панувала політична криза, а Хетське держава розпалася на окремі складові.

У 7 столітті до н. е. Вавилон досить часто намагався боротися проти своїх загарбників, проте всякий раз ассірійці припиняли спроби звільнення і встановлення незалежності. У 8 столітті до н. е. ассірійське держава трохи ослабнула, і Вавилон зміг вирватися з-під її гніту. В 745 р. до н.е. ассірійський правитель Тіглатпаласара III, зміцнивши своє царство, знову почав війну проти Вавилону, і повністю захопив усі держава в 728 столітті до н.е. Після нового повстання цар Синаххериб в 689 р. до н.е. знищив Вавілон, проте він зумів відновитися, і в союзі з мідійцями вавілоняни остаточно повергли в прах могутню Ассірійську імперію, після чого і завершився Ассиро-вавілонський період.