Nebukadneccar II naprawił i powiększył stary pałac, a w odległości ok. 2 km na pn. zbudował pałac letni. Wzniósł też ogromną tarasową konstrukcję ze sklepieniami kolebkowymi, znaną jako babilońskie wiszące ogrody, które zyskały sławę jednego z cudów świata starożytnego.

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.