乌鲁克时期(约前3500~前3100),人工灌溉技术有了新的发展。铜器大量出现,陶器制作普遍使用陶轮。社会分化更为加剧。乌鲁克遗址出土了一座石膏瓶,其上面的浮雕清楚地表现出两个对立的阶级,一方是奉献产品的裸体群众,另一方是祭司或氏族贵族。神庙规模越来越大,如乌鲁克遗址的“镶锥宫”,其庭院的墙壁用红、白、黑三色的镶嵌锥体加以修饰,庭院的北端有两个阶梯通往建筑在高大台基上的柱厅,柱厅的圆柱直径为2.62米,这座结构复杂的大神庙显然是为氏族贵族服务的。人们的居住地也发生了很大的变化。由于人口增加,社会分工复杂和阶级分化,一些居民迁往较大的村落,形成了一些居民中心,几个较大的居民中心结合为城市或小镇。例如,乌鲁克城是由埃安那、乌鲁克和库拉布三个居民中心聚集而成的。据一种估计,约公元前3200年,两河流域南部有农村112个,小镇10个,小城1个。这种由农村到城市的发展过程,表明了以血缘关系为基础的氏族组织开始让位于以地域关系为基础的农村公社。这一时期还出现了文字。在出土的一块约公元前3500年的石板上面,刻有图画符号和线形符号,这是迄今所知最早的文字。至乌鲁克文化末期,大约有2000个文字符号,并运用于经济方面。这些事实表明,苏美尔人已经迈入了文明的门槛。
捷姆迷连特·那色时期(约前3100~前2800),文字进一步发展,产生了苏美尔语的楔形文字。因此,这一时期也称为“原始文字时期”,文字运用更加广泛。在经济文书中,男奴称尼塔库尔,意为外邦的男人;女奴称姆鲁斯·库尔,意为外邦的女人,这说明战俘是奴隶的主要来源。还有几类人在经济文书中也经常提到,例如,恩(最高祭司、统治者)、恩·萨尔(最高女祭司)、格尔·萨布(商人首领)、图格·迪(首席法官)、帕·苏尔(指挥官)等。显而易见,这些人是高居于平民之上的氏族贵族或官吏。在两河流域南部,这时期已经形成了数十个的奴隶制城邦,主要有埃利都、乌尔、乌鲁克、拉伽什、乌玛、苏鲁帕克、尼普尔、基什、西帕尔等。