مرت بلاد الرافدين بمراحل تاريخية كبرى عديدة، يمكن تقسيمها إلى مرحلتين رئيسيتين:
المرحلة الأولى: عصور ما قبل التاريخ
تمتد هذه المرحلة من بداية ظهور الإنسان في بلاد الرافدين في العصر الحجري القديم وحتى اختراع الكتابة في العصر البرونزي. ويمكن تقسيمها إلى عدة فترات فرعية، هي:
- العصر الحجري القديم (قبل 500 ألف سنة - 10000 سنة قبل الميلاد): تميزت هذه الفترة بظهور الإنسان البدائي وبداية استخدام الأدوات الحجرية.
- العصر الحجري الحديث (10000 سنة - 6000 سنة قبل الميلاد): تميزت هذه الفترة ببداية الزراعة وتدجين الحيوانات وظهور القرى.
- العصر الحجري المعدني (6000 سنة - 3000 سنة قبل الميلاد): تميزت هذه الفترة بظهور صناعة المعادن وبداية الكتابة.
المرحلة الثانية: العصور التاريخية
تمتد هذه المرحلة من اختراع الكتابة وحتى احتلال بلاد الرافدين من قبل الفرس في عام 539 قبل الميلاد. ويمكن تقسيمها إلى عدة فترات فرعية، هي:
- عصر فجر السلالات (2900-2350 قبل الميلاد): تميزت هذه الفترة بظهور أول الممالك السومرية.
- عصر الدول البابلية القديمة (2350-1595 قبل الميلاد): تميزت هذه الفترة بظهور أول إمبراطورية بابلية.
- عصر الدول الآشورية القديمة (1900-1600 قبل الميلاد): تميزت هذه الفترة بظهور أول إمبراطورية آشورية.
- عصر الدول الآشورية الوسطى (1365-1076 قبل الميلاد): تميزت هذه الفترة بإعادة إحياء الإمبراطورية الآشورية.
- عصر الإمبراطورية الآشورية الحديثة (911-612 قبل الميلاد): تميزت هذه الفترة بوصول الإمبراطورية الآشورية إلى أوج قوتها.
- عصر الدول البابلية الحديثة (626-539 قبل الميلاد): تميزت هذه الفترة بظهور آخر إمبراطورية بابلية.
بعد احتلال بلاد الرافدين من قبل الفرس، استمرت الحضارة في بلاد الرافدين في التطور، ولكنها لم تعد مستقلة، فقد حكمت بلاد الرافدين عدة إمبراطوريات أخرى، منها: الإمبراطورية المقدونية، الإمبراطورية الرومانية، الإمبراطورية البيزنطية.
وفي النهاية، احتل العرب بلاد الرافدين في القرن السابع الميلادي، ودخلت بلاد الرافدين في العصر الإسلامي.