Вавилонское царство после смерти Хаммурапи стало постепенно клониться к упадку. Преемники Хаммурапи пытаются первое время продолжать его деятельность. Так, Самсуилуна (1749-1712 гг. до н. э.) - сын Хаммурапи - приказывает прорыть два новых канала и приносит щедрые дары храмам. Однако вскоре новые тучи собираются на политическом горизонте. Римсин, воспользовавшись ослаблением Вавилона, вторгается в Месопотамию и захватывает часть Шумера. Этот год получает название - «год, когда в храме Описа богиня Нинмах возвела царя Римсина на царство над всей страной». Однако вавилонский царь ещё достаточно силен. Самсуилуна побеждает Римсина, который гибнет во время пожара своего дворца. Он разрушает стены Ура и Урука и снова подчиняет своей власти Шумер. Но в это время новые враги подымаются против Вавилона. Илумаилу, царь Исина, основывает новое независимое царство на крайнем юге Шумера и ведёт упорную борьбу с Вавилонским государством, положив начало новой приморской династии. С востока на Вавилонию надвигается горное племя касситов.
Касситы, населявшие горы, расположенные к востоку от Тигра, ещё и раньше проникали в Месопотамию в качестве поселенцев, арендаторов и наёмников. Около 1750 г. войска касситов во главе со своим вождём Гандашем вторгаются в Месопотамию и образуют здесь своё Касситское государство. Преемники Хаммурапи, цари I вавилонской династии, в течение 155 лет оспаривают у касситов власть над Месопотамией, которая распадается на ряд маленьких княжеств. Страна, ослабленная вторжением касситов и распавшаяся на отдельные части, привлекает к себе иноземных завоевателей. В царствование последнего царя I вавилонской династии Самсудитаны (1625—1595 гг. до н. э.) в Вавилон вторгаются хетты. Однако успех всё больше клонится на сторону касситов. Им удаётся захватить Вавилон и после упорной борьбы, шедшей с переменным успехом, подчинить себе даже Приморскую страну, победив царей приморской династии. Касситский царь Агум II (1593—1574 гг. до н. э.) называет себя царём касситов и Аккада и даже «царём четырёх стран света». Касситы, стоявшие в культурном отношении значительно ниже вавилонян, заимствовали вавилонскую культуру, и их цари даже делают попытку восстановить завоевательную политику вавилонских царей.
Касситские цари полностью покоряют весь Шумер и кладут конец господству приморской династии. Хотя касситы и не смогли даже в некоторой степени восстановить могущество Вавилонского царства, всё же при касситском царе Агуме II наблюдается некоторое усиление Вавилона. Так, Агум II совершает походы в страны Верхнего Евфрата и покоряет часть месопотамской степи. В своей надписи он гордо говорит о том, что он привёз из страны Хана статуи Мардука и Сарпанит, украсил их золотыми одеждами, драгоценностями и роскошными коронами и водворил их снова в храме Э-сагила в Вавилоне. Агум II называет себя «царём Кашшу и Аккада, царём обширной страны Вавилона (царём), который поселил много людей в Ашнуннаке, царём Падана и Алмана, царём страны Гути», что указывает на то, что власть касситского царя распространялась также и на области, лежащие к востоку от Тигра.
Картина общественного строя Вавилонии в касситский период может быть в некоторой степени восстановлена благодаря сохранившимся деловым документам и особенно надписям на кудурру, т. е. на межевых камнях, на которых вырезан текст царского указа о пожаловании земельного участка определённому лицу. Судя по этим надписям, в то время ещё прочно существовала сельская община и общинное землевладение. Во главе общины, носившей название «биту», стоял начальник общины — «бел бити», при котором находились советник, надзиратель и жрец-заклинатель. Члены этих сельских общин, называвшиеся «соседи», а также чужаки-переселенцы, входившие в состав общин, обязаны были нести различные повинности в пользу царя и должностных лиц общины. Однако в эту эпоху наблюдается постепенное разложение древнего общинного землевладения, которое начинает вытесняться частным, главным образом аристократическим, землевладением. Так, цари касситской династии жалуют многочисленные земли своим чиновникам, вельможам и приближённым, причём эти земельные поместья чаще всего выделяются из коллективного владения сельских общин, как это видно из текстов царских указов, высеченных на межевых камнях «кудурру». Обычно в этих царских указах говорится о том, что этот земельный участок передаётся в полную собственность данному лицу, причём начальнику и членам сельской общины, как настоящим, так и будущим, запрещается возбуждать судебные иски о праве владения данным участком и требовать от владельцев этого участка выполнения тех или иных повинностей в пользу общины. Царский указ грозит проклятиями и строгими карами богов нарушителю «кудурру». Больше того, касситские цари, захватив многочисленные земли сельских общин и раздав их своим вельможам, чиновникам и военным командирам, принимают ряд мер к тому, чтобы усилить и укрепить это аристократическое землевладение. В надписях «кудурру» иногда указывается на то, что земельный участок, жалуемый царём, освобождается от всех повинностей, натуральных податей и принудительных работ в пользу царя. Так оформляются особые привилегии, которые получают согласно царским указам новые землевладельцы. Такое же освобождение от царских податей и повинностей получали и храмовые земли, например, земли храма Мардука, как это видно из одного документа времени Агума II. Усилению аристократии способствует и дальнейшее развитие рабовладения. Сохранились документы, фиксирующие продажу рабов и рабынь, причём рабы, в частности эламиты, оценивались в 10 шекелей золотом, а рабыни — в 7 шекелей. В одном документе упоминается даже продажа «ребёнка из страны Кардуниаш» (касситское название Вавилона), что указывает на распространение рабства даже в среде самих касситов.
Касситы, правившие в Вавилоне свыше 500 лет, в значительной степени восприняли древнюю шумеро-вавилонскую культуру, религию, письменность и даже язык покорённого народа. Так, касситские цари называют себя «любимцами Мардука», принимают ряд мер к усилению вавилонского и шумерийского жречества, укрепляя культ бога Мардука — «владыки Стран» — и поручая Ниппурскому храму собирать подати зерном, маслом, финиками, мукой и скотом. С течением времени касситские цари всё больше и больше подпадают под влияние вавилонской культуры. Так, царь Караиндаш ещё называет себя «могучий царь, царь Вавилона, царь Шумера и Аккада, царь Кашшу (касситов. — В. А.),царь Кардуниаш (Вавилонского царства. — В. А.)». Но его преемники в своих титулах уже пропускают название «Кашшу», целиком подпав под влияние древней культуры Вавилона.
Господство касситов ознаменовано не только политическим, но и культурным упадком Вавилона. Особенно заметен этот упадок в искусстве, в котором царят подражание древним образцам и мёртвый схематизм. Немногими культурными достижениями являются использование, главным образом в военном деле лошади и новый более удобный способ датировки, который заключался в установлении счёта годов по годам царствования правившего царя. Этот упадок Вавилона продолжался до VH в. до н. э., когда образовалось могущественное Ново-Вавилонское царство.