Между 545 и 539 гг. Кир завоевал Восточный Иран и Среднюю Азию. К сожалению, у нас нет сведений, как были завоеваны Маргиана, Хорезм, Согдиана, Бактрия и другие среднеазиатские провинции державы Ахеменидов.
На очереди был Вавилон. Весной 539 г. Кир II выступил против него. Геродот рассказывает, что всякий раз, когда великий царь выступал в поход, кроме продовольствия он брал с собой воду из реки Хоаспа (единственной реки, откуда он пил воду). Множество четырехколесных повозок, запряженных мулами, везли эту кипяченую воду в серебряных сосудах. Двигаясь на Вавилон, Кир достиг реки Гинд, которая впадает в Тигр. Все лето было потрачено на сложные земляные работы. Геродот рассказывает легенду: когда Кир хотел перейти Гинд, один из его священных белых коней от резвости прыгнул в воду, однако река поглотила коня. Разгневанный царь повелел сделать ее столь мелкой, чтобы даже женщины могли легко переходить, не замочив колена. Река была разделена на 180 каналов. Так Кир покарал реку Гинд.
Тем временем Набонид, вавилонский царь, успел хорошо подготовиться. Мощные оборонительные сооружения, от Сиппара до Описа возведенные еще Навуходоносором, и укрепленный самим Набонидом Вавилон могли бы спасти царство от падения. Но внутри разноплеменного государства зрело недовольство властью вавилонского царя, а армия была измотана многолетней войной в Аравийской пустыне и не смогла отразить натиск во много раз превосходящих сил прекрасно вооруженного войска Кира II.
В августе 539 г. у Описа на Тигре Кир наголову разбил вавилонян, которыми командовал царевич Бел-шар-уцур. В октябре он взял Сиппар, а 12 октября армия Кира вошла в Вавилон. Геродот рассказывает, что персы отвели воды Евфрата в озеро и прошли по руслу реки в город, минуя ворота. Эту легенду историки считают недостоверной, так как вавилонские хроники ничего об этом не говорят. Кир II приказал казнить Бел-шар-уцура, а старого Набонид а пощадил, отправив в почетную ссылку – сатрапом в Карманию.
После падения Вавилона все страны к западу от него до границ с Египтом добровольно подчинились Киру. Оставался один Египет. Готовясь к войне с такой мощной державой, Кир решил обезопасить свои северо-восточные границы от набегов кочевников массагетов. В 530 г. персидский царь отправился в поход в Среднюю Азию. Но удача изменила ему. Во время битвы на восточном берегу Аму-Дарьи Кир II, царь Персии потерпел полное поражение и погиб сам. Похоронен Кир II в Пасаргадах. А Египет все же был завоеван его сыном Камбизом II.
Безусловно, Кир II был выдающейся личностью. Политика, которую он проводил в завоеванных странах, во многом объясняет, как ему удалось за короткое время создать такое мощное государство, каким стала при нем держава Ахеменидов. Кир проявлял уважение и терпимость к религиозным чувствам подданных. В Вавилоне жречество получило возможность возродить древние культы. Власть Кира не рассматривалась как чужеземное владычество. В одном из найденных документов Вавилона утверждалось, что он получил трон из рук бога Мардука, исполнив древние священные обряды. Кир объявил о неприкосновенности главного храма города – Эсагилы.