Песни и легенды о Гильгамеше записаны клинописью на глиняных плитках-«таблицах» на четырех древних языках Ближнего Востока – шумерском, аккадском, хурритском и хеттском; кроме того, упоминания о нем сохранились у греческого писателя Элиана и средневекового сирийского писателя Теодора бар-Коная. Самое раннее известное нам упоминание о Гильгамеше старше 2500 г. до н. э., самое позднее относится к IX в. н. э. Шумерские былины-сказки о Гильгамеше сложились, вероятно, еще в конце первой половины III тыс. до н. э., хотя дошедшие до нас записи восходят к XIX – XVIII вв. до н. э. К тому же времени относятся и первые сохранившиеся записи аккадской поэмы о Гильгамеше, хотя в устной форме она, вероятно, сложилась еще в XXIII—XXII вв. до н. э. На такую более древнюю дату возникновения поэмы указывает её язык, несколько архаичный для начала II тыс. до н. э., и ошибки писцов, свидетельствующие, быть может, о том, что они уже и тогда ее не во всем ясно понимали. Некоторые изображения на печатях XXIII—XXII вв. до н. э. явно иллюстрируют уже аккадский эпос, а не шумерские былины о Гильгамеше.
Уже древнейшая, так называемая "старовавилонская", версия аккадского эпоса представляет новый этап в художественном развитии месопотамской литературы. В этой версии уже содержатся все главнейшие особенности окончательной редакции эпоса, но она была значительно короче ее; так, в ней отсутствовали вступление и заключение позднего варианта, а также, вероятно, рассказ о великом потопе. От «старовавилонской» версии поэмы до нас дошло шесть-семь не связанных между собой отрывков – сильно поврежденных, написанных неразборчивой клинописной скорописью и, по крайней мере, в одном случае – ученической рукой. По-видимому, несколько иная версия эпоса представлена аккадскими фрагментами, найденными в Палестине и в столице Хеттской державы в Малой Азии – в Хаттусе (ныне городище Богазкёй), а также фрагментами переводов на хуррптский и хеттский языки, тоже найденными на Богазкёе; все они относятся к XV—XIII вв. до н. з. Эта так называемая «периферийная» версия была еще короче «старовавилонской». Третья, так называемая «гашевийская», версия эпоса была, согласно традиции, записана «из уст» Сип-леке-уннинни, урукского заклинателя, жившего, по-видимому, в конце II тыс. до н. э. Эта версия представлена четырьмя группами источников: 1) фрагменты не моложе IX в. до н. э., найденные в г. Ашшуре в Ассирии; 2) более ста мелких фрагментов VII в. до н. э., относящихся к спискам, которые когда-то хранились в библиотеке ассирийского царя Ашшурбанапала в Ниневии; 3) ученическая копия текста VII—VIII таблиц, записанная под диктовку с многочисленными ошибками в VII в. до н. э. и происходящая из ассирийского провинциального городка Хузирпны (ныне городище Султан-тепе); 4) фрагменты VI(?) в. до н. э., найденные на юге Месопотамии, в Уруке (ныне Варка). «Ниневийская» версия текстуально очень близка «старовавилонской», но пространнее, и язык ее несколько подновлен. Есть композиционные отличия. С «периферийной» версией у «ниневийской», насколько пока можно судить, текстуальных схождений было гораздо меньше. Есть предположение, что текст Син-леке-уннинни был переработан в конце VIII в. до н. э. ассирийским жрецом и собирателем литературных и религиозных произведений по имени Набу-зукуп-кену; в частности, высказано мнение, что ему принадлежит идея присоединить в конце поэмы дословный перевод второй половины шумерской былины «Гильгамеш и дерево хулуппу», прославляющей культ мертвых, а также, что именно он разделил эпос на двенадцать песен – «таблиц».