Lịch sử Lưỡng Hà bắt đầu từ sự xuất hiện của nền văn minh tại miền nam Iraq vào thiên niên kỷ thứ 4 trước Công Nguyên cho tới khi Alexander Đại Đế tới đây vào thế kỷ thứ 4 trước Công Nguyên (đây được coi là thời điểm bắt đầu sự Hy Lạp hoá vùng Cận Đông, vì thế cũng đánh dấu sự "chấm dứt" của Lưỡng Hà). Thông thường, mọi người cho rằng có một sự nối tiếp văn hoá và đồng nhất không gian cho toàn bộ thời gian lịch sử địa lý này ("Truyền thống Vĩ đại"), dù còn một số điểm chưa rõ ràng. Lưỡng Hà là nơi tồn tại của một số vương quốc cổ nhất thế giới, với trình độ tổ chức xã hội ở mức cao và phức tạp. Vùng này là một trong bốn nền văn minh phát sinh dọc theo các con sông nổi tiếng trên thế giới, nơi phát minh ra chữ viết, cùng với đồng bằng châu thổ sông Nile tại Ai Cập, châu thổ sông Indus tại Tiểu lục địa Ấn Độ và châu thổ sông Hoàng Hà tại Trung Quốc.

Lưỡng Hà cũng là nơi phát sinh của nhiều thành phố có tầm quan trọng lịch sử như Uruk, Nippur, Nineveh và Babylon cũng như nhiều vương quốc rộng lớn khác như vương quốc Akkadian, Vương triều Ur thứ ba và Đế chế Assyri. Một số nhà lãnh đạo trong lịch sử Lưỡng Hà là Ur-Nammu (Vua xứ Ur), Sargon (người thành lập nên Vương quốc Akkad), Hammurabi (người thành lập quốc gia Babylon cổ), Tiglath-Pileser I (người thành lập Đế chế Assyri), và Tigranes Đại Đế (người thành lập Đế chế Armenia).

"Lưỡng Hà cổ đại" bao gồm giai đoạn từ cuối thiên niên kỷ thứ 4 trước Công Nguyên cho tới khi những người Achaemenid trỗi dậy vào thế kỷ thứ 6 trước Công Nguyên. Khoảng thời gian dài này có thể được phân chia thành những giai đoạn như sau:

• "Các nền văn hoá" Hassuna, Samarra và Halaf (Cuối thời Đồ đá mới)
• Giai đoạn Ubaid (khoảng 5900 TCN - 4000 TCN)
• Giai đoạn Uruk (khoảng 4000 TCN - 3100 TCN)
• Giai đoạn Jemdet Nasr (khoảng 3100 TCN - 2900 TCN)
• Các triều đại thành bang sớm (khoảng 2900-2350 TCN)
• Đế chế Akkadia (khoảng 2350 BC - 2193 TCN).
• Vương triều Ur thứ ba ("Sự phục hưng của Sumer" hay "Giai đoạn Tân Sumer") (khoảng 2119 TCN - 2204 TCN)
• Vương quốc Assyria sớm khoảng thế kỷ thứ 20 tới thế kỷ thứ 18 TCN
• Triều đại Babylon đầu tiên khoảng thế kỷ thứ 18 tới thế kỷ thứ 17 TCN
• Triều đại Kassite, Giai đoạn giữa Assyria khoảng thế kỷ thứ 16 tới 12 TCN
• Thời kỳ đen tối khoảng thế kỷ thứ 12 tới 10 TCN
• Tân Đế chế Assyria khoảng thế kỷ thứ 10 tới 7 TCN
• Tân Đế chế Babylon khoảng thế kỷ thứ 7 tới 6 TCN

Ngày tháng thuộc thiên niên kỷ thứ hai và thứ ba trước Công Nguyên chỉ gần đúng; so sánh Bảng niên đại Cận Đông Cổ Đại.