楔形文字在苏美尔人的统治下已经使用了一千多年。两千年来，楔形文字是美索不达米亚唯一的书写系统。到公元前500年左右，这种文字甚至在西亚大部分地区成为一种常见的商业交流媒介。
乌鲁克晚期(约3500-2900年前)
一些最古老的文字符号来自公元前9世纪到公元前2000年间刻有各种形状的物品的芯片，表示绵羊的⊕.大约3100年前的文字成为后来楔形文字的原型。大约在公元前3500年，青铜时代的苏美尔人用泥板以图画的形式记录了账目。乌鲁克时期的古文字很难理解，但当时的人已经开始积累复杂的语言；当时的楔形文字包含了一个分类词汇，将各种符号、词语、短语按照一定的标准统一起来，然后按照主题分为植物、人居、城市、工具、金属、动物。词汇可能因地区而异，但楔形文字的书写保持不变，有些可以持续数千年。
早期王朝(2900-2350年前)
早期王朝的楔形文字比乌鲁克时期的原始文字使用更广泛。两河流域的大部分城市都发现了这个时代的泥板。正是苏美尔人在这个时期开始了真正的书写。他们还发明了皇家文字，并开始在石碗和权杖上雕刻楔形文字。这些坚硬的材料将人物保存至今。在公元前2600年的法拉时期，楔形笔画取代了象形的圆形笔画，每个笔画都有一个三角形。
公元前2500年左右，苏美尔人发展为音节文字，其中同时出现的文字往往共用一个字符，一个符号也可以代表一个声音，用音标代替表意符号。苏美尔人发明了楔形文字，苏美尔语的语言体系比较特殊，无论是语法、词汇还是句子结构，都与后来属于闪米特语系的阿卡德语、巴比伦语和亚述语有很大不同。在苏美尔人的最早记录中，大约有两千个符号被使用，但经过600多年的改进，符号的数量在公元前2900年左右减少到大约600个。符号进一步简化，最后演变成楔形刻痕的组合。基本笔画有四种:横、竖、斜、折。这是楔形文字。一开始楔形文字是从上到下直写，然后从左到右，字形从坐直变成平躺，转90度。
早期王朝的苏美尔人首创了Udganan贴法，这是最早的编码方法，被后来的楔形文字学者广泛使用。它也因在埃及象形文字中的使用而闻名。在叙利亚的Ebra，考古学家发现了最早的楔形文字双语现象。这个时候的皇家铭文把苏美尔语翻译成了Ebra，出土的Ebra文献也包括了第一个字母表，每个字符代表一个读音。因为这种文字后来被更多地使用，当代学者能够破译苏美尔语。
阿卡德时期(2234年前-2154年前)到第三个乌尔王朝(2112年前-2004年前)
萨尔贡大帝是闪米特语系——阿卡德语的一个分支。他创立的阿卡德王国用楔形文字书写阿卡德语口语，阿卡德人还编纂了苏美尔语和阿卡德语的双语词典。然而，也许早在3000年前的末期，阿卡德人就逐渐取代了苏美尔人。阿卡德人在吸收苏美尔语和文字的基础上，进行了改革和发展，建立了比较完善的楔形文字体系。后来巴比伦人和亚述人从阿卡德语发展而来，成为南方巴比伦方言和北方亚述方言。在第三个乌尔王朝时期，美索不达米亚历史的重要文献《苏美尔王榜》诞生了，第一部苏美尔法律《乌尔纳法典》也是在这个时期定制的。
