В сентябре 1898 года, когда Берлинский музей доверил Кольдевею раскопки Вавилона, он написал одному из своих приятелей: «Я — начальник экспедиции… От радости, что называется, ног под собой не чую. Если бы кто-нибудь шестнадцать лет назад сказал, что я буду раскапывать Вавилон, я бы счел его сумасшедшим».
В помощь Кольдевею был выделен целый штат опытных немецких археологов и большой отряд местных рабочих. Общая стоимость всех работ определялась суммой в полмиллиона золотых марок, которую предоставило Германское восточное общество, так что раскопки Вавилона относятся к числу самых грандиозных и дорогостоящих проектов в истории археологии.
В конце марта 1899 года экспедиция прибыла на место, где лежали развалины Вавилона — на левый берег Евфрата, приблизительно в 90 километрах к югу от Багдада. Здесь высились четыре огромных холма из щебня, которые скорее можно назвать горами, чем холмами — Джумджума, Каср, Бабил и Амран ибн Али. Базой экспедиции стала деревня Квейреш, расположенная у подножия горы Каср. Несколькими днями позже были наняты первые арабские рабочие и вырыты пробные шурфы.
Уже первые раскопки открыли улицу, вымощенную большими плитами, часть которых была покрыта надписями времен царя Навуходоносора. Повсеместно попадались кирпичи, покрытые цветной эмалью и рельефами. Они свидетельствовали о том, что археологи обнаружили священную Дорогу процессий — улицу для торжественных шествий в честь Мардука, главного божества вавилонян.
До наших дней сохранилось несколько описаний Вавилона, сделанных современниками, видевшими его своими глазами и ходившими по его улицам. Но, как ни странно, ни одно из этих описаний не совпадает с тем, что обнаружили при раскопках Р. Кольдевей и его коллеги. Прежде всего это касается размеров и плана города.
Ассирийский царь Асаргаддон, который в 680 году начал восстанавливать Вавилон, описывал его как квадрат, окруженный стенами, со стороной в 30 ашлу (3600 локтей); следовательно, периметр городских стен составлял 14 400 локтей (около 7200 м). То же самое сообщает и вавилонский царь Набонид. По словам Геродота, Вавилон имел «вид четырехугольника, каждая сторона которого содержит в себе 120 стадий (22,2 км), число всех стадий, составляющих окружность города, — 480 (88,8 км). Греческий врач и писатель Ктесий, на рубеже V и IV вв. до н. э. живший при персидском дворе, определял периметр стен Вавилона в 360 стадий (66,6 км), а сподвижники Александра Македонского, побывавшие в Вавилоне лет семьдесят спустя, — в 365 стадий (67,5 км).
Как показали раскопки Р. Кольдевея, на самом деле Вавилон представлял собой в плане вытянутый с запада на восток почти правильный четырехугольник с периметром стен 8150 м и площадью около 4 кв. км. Стороны этого четырехугольника были сориентированы по четырем «ветрам», то есть по четырем сторонам света, которые у вавилонян не совпадали с нашими: вавилонский север (ильтану) соответствовал нашему северо-северо-западу, юг (шугу) — юго-юго-востоку, запад (амурру) — юго-западу-западу, а восток (шаду) — северо-востоку-востоку. Река Евфрат, протекая с севера на юг, делила город на две неравные части: на левом берегу находился Старый город, а на правом — меньший по размерам Новый город, который, по существу, являлся пригородом Вавилона. Городской центр и наиболее важные постройки находились на восточном берегу.