I senere babylonsk tider begynte disse fortellingene å bli vevd sammen til en samlet historie. Det standardiserte akkadiske ble skrevet av en skriver ved navn Sîn-lēqi-unninni («Måneguden, hør min bønn»), antagelig i løpe av midtre babylonske periode (ca. 1600 – ca. 1155 f.Kr.), basert på langt eldre kildemateriale. I eposet er Gilgamesj en halvgud med overmenneskelig styrke (beskrevet som to tredjedeler gud og en tredjedel menneske) som ble venn med villmannen Enkidu. Sammen drar de på eventyr, beseirer Humbaba (det østsemittiske navnet på Huwawa) og himmeloksen, som i eposet ble sendt av Ishtar (østsemittiske navnet på Inanna) etter at Gilgamesj avslo hennes tilbud om å bli hennes gemal. Etter Enkidu døde av en sykdom som ble sendt som straff av gudene begynte Gilgamesj å frykte sin egen død, og besøkte vismannen Utnapishtim, som hadde overlevd den store oversvømmelsen, da Gilgamesj håpet å finne udødelighet. Gilgamesj feiler deretter gjentatte ganger de prøvelser er satt for ham og vendte tilbake til Uruk da han innså at udødelighet for hinsides å få tak.