A Tigris és az Eufrátesz alsó és középső szakasza között fekvő területnek a görögök adták a Mezopotámia nevet. Az i. e. V. évezredtől kezdve éltek itt neolitikus faluközösségek, az első, név szerint ismert lakói a sumérek voltak. Öntözéses földműveléssel és állattenyésztéssel foglalkoztak, és jelentős szerepük volt a térség kereskedelmének fellendülésében. Legkiemelkedőbb városaik voltak Eridu, Ur, Uruk, Suruppak, Nippur, Larsza, Lagas és Girszu. A sumer városok gazdaságilag és politikailag egymástól függetlenek voltak a közös nyelv és kultúra ellenére, és folytonosan háborúztak a megművelhető földekért.
Mezopotámia egységesítését a sémi akkádok végezték el, miután I. Sarrukin király legyőzte a sumer városállamokat. Az akkádok a sumerekkel egy időben érkeztek a területre, és a III. évezred közepére már szervezettebbek és katonailag erősebbek voltak, mint a sumer központok. Az akkád birodalom azonban nem volt hosszú életű, meggyengült, és i. e. 2200 körül összeomlott a guteus törzsek támadásai nyomán.
A sumer-akkád együttélés idején jelentős volt a kulturális kölcsönhatás a két nagy nép között, az akkádok átvették a sumer ékirást és tudományos eredményeket, és mindent lefordítottak akkád nyelvre. A sumerek viszont fokozatosan "elakkádosodtak", és az i. e. II. évezred közepére eltűnt a sumer nyelv. Nevelésügyük legfontosabb célkitűzése volt az írnokképzés, hiszen a gazdasági, kereskedelmi és egyéb ügyek írástudó hivatalnokokat követeltek.
Elámiak és amoriták érkeztek még a térségbe, és Mezopotámia újabb egyesítése a Babilonban székelő amorita dinasztia nevéhez fűződik. Hammurabi (i. e. 1728-1686) uralkodása alatt jelentős volt a fejlődés. Az Óbabilóni birodalom i. e. 1530 k. lehanyatlott, kassziták, hurrik és hettiták támadásai nyomán. Az i. e. XIV. századtól kezdett felemelkedni Asszíria, és i. e. 605-ig általában Mezopotámia legerősebb államalakulata volt. Assur-bán-apli (i. e. VII. sz.) volt e birodalom legtudósabb királya, ő gyűjtötte össze a ninivei könyvtár gazdag anyagát.