В 311 году до н. э. Селевк, воспользовавшись поражением войск Антигона под командованием Деметрия в битве при Газе, вторгся в Вавилонию с тысячей воинов и 200 всадниками. Местные жители оказывали ему всеобщую поддержку. Антигон за время своего правления не приобрёл популярности у местного населения. Напротив, жители Вавилона воспринимали Селевка в качестве защитника от тирании Антигона. Это позволило Селевку пополнить войско и занять Вавилон. Сторонники Антигона организовали оборону в одной из крепостей. После её успешной осады и штурма Селевк направился на восток, где у реки Тигр победил стратега Верхних сатрапий на службе у Антигона Никанора, располагавшего значительно большим войском. В течение полугода после сражения Селевк стал могущественным правителем, которому подчинялись Мидия, Персида и Сузиана.
Пока Селевк был занят покорением этих областей, в Вавилонию вторгся Деметрий. Новый стратег Вавилонии Патрокл не мог принять сражение, так как большая часть войск находилась с Селевком. Однако он смог организовать эвакуацию гражданского населения из Вавилона и должную оборону. Со своими силами он совершал манёвры по области, «используя русла рек и каналов как защиту», тем самым не давая возможности Деметрию захватить область.
Кульминацией войны стало вторжение Антигона со своим основным войском. Детали противостояния между войсками Антигона и Селевка неизвестны, их реконструкция носит предположительный характер. В ходе решающего двухдневного сражения войска Антигона были разбиты. В 308/307 году до н. э. между Антигоном и Селевком был заключён хрупкий мир. Каждый из военачальников остался при тех владениях, которыми обладал на момент его подписания. Таким образом, по результатам Вавилонской войны Антигон утратил большую часть своих восточных владений, в то время как Селевк смог основать собственное государство.
Историки отмечают крайне скудное отображение Вавилонской войны в античных источниках. На первый взгляд, по мнению австралийского историка П. Уитли, это должно вызывать удивление. По результатам Вавилонской войны, фактически, возникло государство Селевкидов, что должно было, как минимум, вызвать интерес у античных историков. Кроме того, произошедшие незадолго до Вавилонской войны походы Александра Македонского и события Второй войны диадохов, которые также разворачивались в Месопотамии, Персиде и Мидии, детально описаны сразу несколькими авторами[1].