Nebukadnessar II reparerade och utvidgade det gamla palatset och byggde ett sommarpalats 2 km norrut. Han byggde också en stor terrassanläggning med valvgångar, känd som de hängande trädgårdarna och prisad som ett av ”antikens underverk”.

Det yttre befästningsverket öster om Eufrat fogades till av Nebukadnessar II (som ödelade Salomos tempel). Det inneslöt en stor del av slätten norr, öster och söder om staden, så att folk som bodde i närheten kunde fly dit i händelse av krig. Detta yttre befästningsverk bestod också av två murar. Den inre muren, som var byggd av obränt tegel, var ca 7 m tjock och försedd med försvarstorn. Omkring 12 m utanför denna låg den yttre muren, som var byggd av bränt tegel. Den var sammansatt av två delar som var förbundna med torn: den ena delen var nästan 8 m tjock och den andra ca 3,5 m tjock.