巴比伦文化多继承苏美尔—阿卡德文化，神话则更是如此。由于两河流域国家的统一，宗教信仰也逐步趋于一致。在阿卡德王国时，天神安启改称安努，都姆兹改称坦姆兹，埃阿神与安启共用。巴比伦王国时，宗教表现为多神崇拜和一神崇拜。天神安努、地神埃阿、大气神恩里尔等仍为主神，此外也有月神辛、太阳神沙玛什，农神坦姆兹和伊什塔尔（即印娜娜），其它的神统称为安努那基。但是，由于巴比伦王国统一两河流域，巴比伦城成为王国首都，为表现王国的统一，这时出现了许多表现巴比伦保护神玛尔都克和反映帝王业绩的颂歌，其主要代表作品即是《埃努玛·埃立什》和《咏吉尔伽美什》。
著名史诗《埃努玛·埃立什》（又称《咏世界创造》）主要汇集了苏美尔民族的创世思想，着重歌颂地神埃阿之子、主神玛尔都克的事迹。这首诗约一千行，成书于约公元前十五、十四纪世，后经学者从七块泥板中考据整理出来，故又称“七块创世泥板”，它是历史上最早关于创世神话的题材之一。
相传太古之初，世界一片混沌，没有天，没有地，只有汪洋一片海。海中有一股咸水，叫提亚玛特，还有一股甜水，叫阿普苏，它们分别代表阴阳两性，在汪洋中不断交汇，生出几个神祗，到安沙尔和基沙尔时，他们又生出天神安努和地神埃阿，于是宇宙出现了最初的几代神灵。随着神灵逐渐增多，众神发生争端，提亚玛特和阿普苏日益感到自己的势力在缩小，于是他们决定惩治众神。可是阿普苏并不满意提亚玛特的计划，决心将众神干尽杀绝。当众神得知这一秘密消息，便在埃阿神带领下，杀了阿普苏，埃阿神因此成了众神之首。不久，埃阿神喜得贵子玛尔都克，他生来便与众不同，浓眉大眼，身强力壮，埃阿神又赋予他一切智慧和力量。后来阿普苏的儿子为报父仇，开始向天地神挑战，提亚玛特也前去助阵。天神与之交锋初战告负，决定让玛尔都克一展威风。玛尔都克欣然应允，并做了众神的统治者，他不负众望，英勇作战，一举歼灭来犯者，并亲手切断提亚玛特的腰身，用她的上身筑成苍穹，用她的下半身造出大地。而后他又杀死了提亚玛特的一个辅助神，用他的血造出了人类，并规定人的天职便是侍奉众神。这样玛尔都克终于建立起巴比伦王国，他则成为天国之主，众神之王。
这个神话故事是巴比伦文学中较有代表性的作品，它不仅表现了巴比伦人对创世、人类起源问题的关心，对自然的崇拜，也反映了两河流域国家政治的统一，宗教由多神教向一神教的转变，还表明巴比伦社会从母权制向父权制的过渡，原始社会向奴隶制转变的历史进程。在诗中，提亚玛特代表了阴性世界，她不满众神的强大，欲惩治诸神，代表阳性世界的埃阿神不畏先辈的威力，先斩后奏，夺取王位。埃阿之子玛尔都克继承父业，成为阳性世界的首领，他勇猛顽强，不屈不挠，经过殊死搏斗，终于战胜神母提亚玛特，体现了阳性的刚强和伟大。这个故事与古希腊神话中地母盖亚和众神之主宙斯的故事有些相似，它表现了历史在不断向前迈进的过程，反映了巴比伦王国在两河流域不断统一强大的现实，以及中央集权的政治体制和王权神授的宗教观念。
《咏吉尔伽美什》是代表古巴比伦文学最高成就的史诗，它用楔形文字记载在十二块泥板上，约 3000 来行，成书在约公元前 19 世纪至公元前 16 世纪，是人类现存的最古老的史诗。吉尔伽美什是大洪水后苏美尔的乌鲁克王朝国王，在苏美尔神话传说中就有关于他的英雄传说，当时是以民间口传的形式在百姓中间传播，到巴比伦王国时代，人们对它进行了加工、编撰，形成一个完整的神话史诗。据说在这部史诗中有绝大部分是苏美尔的史诗作品，现习惯称《咏吉尔伽美什》为巴比伦史诗，实际它是苏美尔人和巴比伦人共同创造的结果。由于它描写生动，流传甚广，亚述人入侵后曾得到极力保存，亚述国王阿树尔巴尼帕尔爱惜书籍，命人将该史诗用楔形文字刻在泥板上，制成泥板文书，藏于首都尼尼微的宫廷书库里，因而我们今天才能看见这部珍贵的文学杰作。
关于吉尔伽美什还有一个神奇的传说。相传两河流域大洪水后的开国皇帝是沙喀罗斯，他曾得神的旨意，说他女儿生的儿子将篡夺皇帝的皇位。所以，沙喀罗斯为防患于未然，便将女儿关在一高塔内，不让她找寻男性。然而过了不久，皇帝女儿无夫而孕，生下一子，高塔看守人惧怕皇帝得知此事，便将男婴扔下塔外。奇怪的是，这时塔外飞来一只雄鹰，将小孩叼走，带给一个种地的农夫，农夫将小孩抚养成人，也长大后终于夺取了沙喀罗斯的王位。这个小孩便是乌鲁克国王吉尔伽美什。
巴比伦史诗《咏吉尔伽美什》主要讲述了吉尔伽美什与恩启都的故事。合诗共分六个部分（也有分四个部分）。第一部分包括第一、二块泥板。吉尔伽美什是乌鲁克国王，他三分之二是神，三分之一是人，他体格健壮，英勇不屈，聪明机智，力量超群，是完美与智慧的化身。但他并不开明，常仗势欺压百姓，诱骗民女，为此人们开始怨声载道，于是祈求神灵帮助。神灵们认为吉尔伽美什因没有一个相当的对手，所以才会到处寻衅，众神们决定让创造女神阿鲁鲁造一个勇士恩启都与之抗衡。两位英雄一经相遇，便打得不可开交，胜负难分，于是互认对方为英雄，并结为兄弟，从此形影不离。第二部分包括第三四五块泥板，讲述两位英雄杀灭雪杉之妖洪巴巴。自从吉尔伽美什与恩启都大战之后，他便改邪归正，成为除暴安良的义士。当时在黎巴嫩森林中有位看守杉林的魔妖洪巴巴，他凶狠残忍，杀害无辜，还斗胆劫持女神伊什塔尔，将之囚禁山顶。吉尔伽美什决心为民除害，讨伐洪巴巴，
但恩启都得知此事却不愿行动，可吉尔伽美什一意孤行，恩启都只得随行。他们殊死相搏，后在太阳神沙玛什的庇护下才消灭洪巴巴，求出伊什塔尔。第三部分包括第六块泥板，写吉尔伽美什拒绝女神伊什塔尔求爱而遭女神报复的故事。由于吉尔伽美什的英勇气概吸引了女神伊什塔尔，女神向英雄求爱，但吉尔伽美什知道女神水性杨花，便拒绝了她。女神深感羞辱难堪，便求其父王阿努神帮助。阿努神造了一只天牛下凡，与吉尔伽美什和恩启都展开了大战，英雄勇战天牛，将之杀死。第四部分包括第七八块泥板，写恩启都之死和吉尔伽美什的悲伤。由于两位英雄的一系列活动触犯了神灵，众神们决定要惩罚他们，于是恩启都得了致命的病，很快死去。吉尔伽美什无比悲伤，他回顾自己与恩启都从相战到成为莫逆之交的一切，悲痛欲绝，却无能为力。第五部分包括第九十十一块泥板，写吉尔伽美什寻访人类始祖乌特那庇什廷，探求生与死奥秘的长途远行。恩启都之死使吉尔伽美什深感生死由天，命运难测，死亡尤其可怕。于是他决定寻访先祖，渴望求得返老还童、长生不死秘决。这一部分是全诗最精华的部分，它表现了吉尔伽美什在寻访先祖时遇到的各种艰难险阻，他忍受风餐露宿，杀灭凶猛野兽，到达先祖住地后，先祖乌特那庇什廷却告诉他一个洪水故事，预示他不可能再求长生，但吉尔伽美什仍不甘心，终于从先祖口中获知取得长生仙草的秘密。吉尔伽美什从海底取走仙草。 可是，他在回家余中看见一片清泉，便把仙草放在岸上，下水洗澡。不幸，一条蛇从旁边经过，将仙草吞食，从此，蛇以脱皮来恢复青春，而人却无法长生。吉尔伽美什历经艰辛却丢失了仙草，他万分懊丧，只得听天由命，回到乌鲁克。这个故事生动反映了古代人生死由天的思想，即使是英雄也不免一死，它表明古代巴比伦人已懂得万物都有生死，世界上没有永恒的东西之道理。
全诗的最后一部分主要描写吉尔伽美什与恩启都亡灵的对话，它生动反映了两位英雄生死与共，殊途回归的友情，同时总结前面的故事，以说明死亡不可避免的自然规律。
《咏吉尔伽美什》是一部壮丽的英雄史诗。也是一部生动的神话传说。它通过吉尔伽美什从暴君向贤主的转变，表现了人类从野蛮走向文明的历史进步。史诗着力刻画吉尔伽美什与挚友恩启都与命运搏斗，与魔鬼、天牛、猛兽等战斗的事迹，一方面它反映了英雄们勇敢顽强的精神，以此体现新兴奴隶主统治阶级的权威，另一方面反映了巴比伦人民对生命奥秘的探求，对生死命运、人生价值的思考，这正是史诗具有很强生命力的意义所在。在古代，人类对生死问题从来就十分关注，在古埃及，人们十分关心人死后的生活，在古希腊，有冥府神的传说，在印度、波斯等神话中也有类似的主题，其目的都是为了探寻人生的奥秘，渴求长生不死。而巴比伦《咏吉尔伽美什》更生动形象地反映了人对死亡的恐惧，对人生奥秘的探寻，以及对命运、对人生价值的看法，再突出地表现了人类对由生到死的自然法则的理解。
在这部史诗中还谈到洪水故事，它以插话的形式穿插在史诗中，它基本上是苏美尔洪水传说的翻版，学者们认为它可能是后来《圣经》中洪水传说的原型。
关于吉尔伽美什的传说对后世东西方文学产生过巨大的影响，对它的研究现有专门的体系，它的意义不仅表现在文学、宗教方面，它还是语言学、社会学、历史学、科学家们研究的重要课题。
在巴比伦神话中还有一部重要作品即《伊什塔尔降入地下世界》，它是在苏尔美神话《印娜娜地狱之行》的基础上改编加工的，主要以此解释季节变更、万木枯荣的自然现象。其内容两者基本相同。
在巴比伦文学中还有反映阶级矛盾的神话如《咏正直受难者的诗》，讲一个失去双亲的人十分崇拜众神，却仍然遭人白眼、生活艰苦，于是他向智慧之人求教，这反映了巴比伦人对神的怀疑。