El mito del diluvio constituye una dramática reflexión sobre las inundaciones impredecibles de los ríos Tigris y Eufrates. La historia más completa se desarrolla en la epopeya de Atrahasis. Se crea la humanidad para que sirva a los dioses y los libere de la necesidad de trabajar, pero al cabo de mil doscientos años la humanidad se multiplica con tal rapidez que el ruido que hace molesta a los dioses. Enlil se propone reducir su número enviando primero la peste y después una sequía, que se repite dos veces, pero en cada ocasión fracasan sus planes gracias a la intervención del sabio Enki, que revela las intenciones de Enlil a Atrahasis, virtuoso rey de Shurupak, y le da instrucciones para contrarrestarlas. Por último, Enlil obliga a las demás deidades a que provoquen un gran diluvio y a que presten juramento de mantenerlo en secreto.
Enki soluciona la situación no hablando directamente a Atrahasis, sino a la choza de cañas en la que vive el rey. Siguiendo el consejo de Enki, Atrahasis construye un barco en el que se refugia junto con su familia y varios animales cuando sobreviene el diluvio. Los dioses descubren que sin seres humanos carecen de sustento y necesitan volver a trabajar, por lo que lamentan lo sucedido. Al cabo de siete días remite la inundación y Atrahasis ofrece un sacrificio a los dioses. Al principio, Enlil se enfurece, pero acaba aceptando la continuidad de la humanidad. No obstante, propone una serie de medidas para limitar el crecimiento de la población: instituye sacerdotisas a quienes se prohíbe tener hijos e introduce la mortalidad infantil. Atrahasis es recompensado con la vida eterna y un lugar entre los dioses.