他儿子尼布甲尼撒二世完成了修复巴比伦的工程，使这座城拥有前所未有的荣耀。他夸耀说：“这大巴比伦不是我……建成……吗？”（但4:30）作为第三个世界霸权的首都，巴比伦城一直享有极大的荣耀，可是，在公元前539年10月5日（格雷果里历）晚上，居鲁士大帝率领米底亚－波斯军队进占巴比伦城，巴比伦帝国就此覆亡。

大约在公元前8世纪上半叶，亚述王提革拉比列色三世（普勒）统治巴比伦尼亚。（王下15:29；16:7；代上5:26）后来，一个名叫米罗达巴拉但的迦勒底人作王统治巴比伦，但12年之后，他被亚述王萨尔贡二世逐出国境。西拿基立接续萨尔贡二世作王后，米罗达巴拉但率领巴比伦人再次发动叛乱。公元前732年，西拿基立试图攻占耶路撒冷，却无功而回。这事之后，米罗达巴拉但派遣使者去见犹大王希西家，可能是要拉拢犹大合力对抗亚述。（赛39:1,2；王下20:12-18）后来，西拿基立把米罗达巴拉但赶走，自命为巴比伦王，直到去世为止。他儿子以撒哈顿重建巴比伦。后来，巴比伦人齐集在那波帕拉萨尔那里，要拥戴他为王，新巴比伦王朝宣布成立，并一直延续到伯沙撒的日子。在圣经的预言中，巴比伦王朝由一些事物象征，分别是尼布甲尼撒梦中巨像的金头（但2:37-45），以及但以理梦中异象所见的有鹰翅人心的狮子（但7:4），这个王朝始于那波帕拉萨尔的儿子尼布甲尼撒，终于伯沙撒。

公元前632年，这个由迦勒底人建立的新王朝，在米底亚和西徐亚联军的帮助下征服了亚述。公元前625年，那波帕拉萨尔的长子尼布甲尼撒（二世）在迦基米施击败了埃及法老尼哥。同一年，他登基作王掌权。（耶46:1,2）在尼布甲尼撒治下，巴比伦成为耶和华手中的“金杯”。通过这个“金杯”，耶和华向不忠的犹大和耶路撒冷倾下烈怒。（耶25:15,17,18；51:7）公元前620年，尼布甲尼撒迫使约雅敬向他进贡，但大约三年之后，约雅敬反叛他。公元前618年，即约雅敬作附庸王第三年，尼布甲尼撒前来攻打耶路撒冷。（王下24:1；代下36:6）约雅敬还没有被巴比伦人掳去就死了。约雅斤接续父亲作王后，随即投降，在公元前617年跟其他贵族一起被掳到巴比伦。（王下24:12）西底家被立为下一任犹大王，但他也反叛巴比伦。公元前609年，巴比伦人再次围攻耶路撒冷，并在公元前607年把城攻下。（王下25:1-10；耶52:3-12）就在那一年，耶路撒冷沦为荒凉，因此公元前607年是圣经年代计算中意义重大的一年。从那年开始，经过一段指定的时期，至高主宰耶和华所拣选的统治者就会在上帝的王国里掌权，统治全世界。（见列国的既定时期条下的“开始受‘践踏’”）

一块楔形文字泥板提到尼布甲尼撒在位第三十七年（公元前588），巴比伦人跟埃及展开的一场战事。这可能就是以西结先知在公元前591年所预告的战役，预言说强大的埃及会被巴比伦征服。（结29:17-19）经过43年的统治后，尼布甲尼撒二世在公元前582年10月去世。他在位期间，征服了许多国家民族，并在巴比伦尼亚大兴土木，修建了许多宏伟的建筑物。阿维尔－马尔杜克（以未米罗达）接续尼布甲尼撒作王，这个新王恩待被掳的约雅斤王。（王下25:27-30）以未米罗达死后，看来涅里格利沙尔、拉巴什－马尔杜克相继作王。关于这两个人的统治，人们所知甚少。

至于拿波尼度和他儿子伯沙撒的事迹，则有较完整的历史记载。巴比伦倾覆之时，看来他们共同执政。

那时，居鲁士大帝所率领的米底亚、波斯联军正向巴比伦进发，快要征服巴比伦尼亚，成为第四个世界霸权。公元前539年10月5日（格雷果里历）晚，巴比伦沦陷，伯沙撒被杀。居鲁士征服巴比伦后，于在位第一年颁布了一条很出名的法令，就是恩准以色列人返回耶路撒冷。回乡的人包括4万2360个以色列人，此外还有许多奴隶和歌手。约两百年后，亚历山大大帝于公元前331年攻占巴比伦，结束了波斯人对巴比伦尼亚的统治。到公元前2世纪中叶，帕提亚人在他们的王米特拉达梯一世率领下，控制了巴比伦尼亚。