Broniła go podwójna linia fortyfikacji, więc wydawał się nie do zdobycia.

Na obwarowania wewnętrzne składały się dwa mury z niewypalanych cegieł. Mur od strony miasta miał 6,5 m szerokości. W odległości 7 m od niego stał drugi mur, o szerokości ok. 3,5 m. W mury te wbudowano baszty, które dodatkowo wzmacniały całą konstrukcję. Jakieś 20 m za drugim murem wzniesiono jeszcze wał nadbrzeżny z wypalanych cegieł spojonych asfaltem. Za nim wykopano fosę, która łączyła się z Eufratem od pn. i pd. strony miasta. Dostarczała ona wody i stanowiła zaporę przed nieprzyjacielskimi wojskami. Jak wynika z babilońskich dokumentów, do miasta prowadziło osiem bram. Dotychczas odnaleziono i odkopano cztery.

Po wsch. stronie Eufratu Nebukadneccar II (który zburzył świątynię Salomona) zbudował obwarowania zewnętrzne; otaczały one znaczną część równiny na pn., wsch. i pd. od samego miasta i w razie wojny stanowiły schronienie dla okolicznych mieszkańców. Te zewnętrzne umocnienia także składały się z dwóch murów. Wewnętrzny, wzniesiony z niewypalanych cegieł, miał ok. 7 m szerokości i był wzmocniony basztami. Jakieś 12 m dalej stał mur zewnętrzny z wypalanych cegieł; tworzyły go dwie przyległe ściany połączone ze sobą wieżami: jedna ściana miała prawie 8 m szerokości, druga — ok. 3,5 m.

Aby połączyć krańce obwarowań zewnętrznych, Nabonid zbudował mur nadbrzeżny po wsch. stronie rzeki. Miał on ok. 8,5 m szerokości, był wzmocniony basztami i opasany wałem szerokim na 3,5 m.

Herodot, grecki historyk z V w. p.n.e., napisał, że wzdłuż obu brzegów rzeki ciągnął się wał oddzielony od miasta murem z bramami. Według niego mury miały ok. 90 m wysokości, 26,5 m szerokości i ok. 95 km długości. Wydaje się jednak, iż dane te są przesadzone. Jak wynika z wykopalisk archeologicznych, Babilon był znacznie mniejszy, a obwarowania zewnętrzne miały zdecydowanie mniejszą długość i wysokość. Nie znaleziono też żadnych śladów wału wzdłuż zach. brzegu rzeki.

Miasto przecinały ulice prowadzące do bram w potężnych murach. Główną arterię, tzw. drogę procesyjną, wybrukowano, a ciągnące się wzdłuż niej mury ozdobiono wizerunkami lwów (ILUSTRACJA, t. 2, s. 323).