Forholdet til broren i Babylon endret seg og det oppsto friksjoner. I 652 f.Kr. gjorde Babylon opprør. Denne gangen var byen ikke alene, men hadde alliert seg med assyriske kaldeiske stammer, dets sørlige regioner, kongene i «Gutium», Amurru, og Malluha, og selv Elam. I henhold til en senere arameisk fortelling på Papyrus 63 erklærte Shamasj-shum-ukin formelt krig mot Asurbanipal i et brev hvor han hevdet at hans bror var bare guvernør av Ninive og således hans undersått. Igjen tok det lang tid før assyrerne svarte, men denne gangen var årsaken at varslene ikke var gode. Det er ikke sikkert hvordan opprøret påvirket de assyriske kjerneområdene, men en del uro i del byer indikerte at det var problemer. Da Babylon til sist angrep, var assyrernes hær langt mektigere. Borgerkrigen forhindret ytterligere militær støtte, og i 648 f.Kr. ble Borsippa og Babylon beleiret. Uten støtte var situasjonen håpløs for Babylon, og etter to år ga Shamasj-shum-ukin opp ved å brenne seg selv inne i palasset rett før byen overga seg. Denne gangen ble Babylon ikke ødelagt, som under Sankerib, men opprørerne ble blodig massakrert i henhold til kongens inskripsjoner. Asurbanipal lot byen beholde en form for uavhengighet, men den ble mer formalisert enn tidligere. Den neste kongen av Babylon, Kandalanu, har ikke fått noen offisiell inskripsjon etter seg. Antagelig var hans funksjon kun rituelt.