Энкиду заболевает и вскоре умирает. Гильгамеш печалится и приказывает сделать статую брата. Гильгамеш уходит в пустыню, в странствие — осознав свою смертность после смерти друга, он устрашается смерти. Путешествуя, он доходит до края мира, где встречает человека-скорпиона и рассказывает ему о своей печали и о том, что хочет найти Утнапишти, единственного человека, получившего бессмертие (по некоторым источникам — предок Гильгамеша), и расспросить его о жизни и смерти. Человек-скорпион говорит, что путь в страну Дильмун, куда боги поселили Утнапишти, лежащий через длинную пещеру, страшен и людьми не хожен — только боги ходят этим путём. Гильгамеш не устрашается, и человек-скорпион благословляет его.

Гильгамеш с первого раза не осилил трудный путь — устрашился и вернулся, со второй попытки он прошёл пещеру и оказался в прекрасном саду из драгоценных каменных деревьев. Там встречает он хозяйку богов Сидури, которая, испугавшись, закрывается от него в доме и сначала не верит, что перед ней Гильгамеш, так как он грязен и худ — Гильгамешу приходится рассказать свою историю. Она пытается убедить его, что бессмертие не положено человеку, не стоит тратить время на поиски — лучше радоваться жизни, но Гильгамеш спрашивает её, как найти Утнапишти, и она говорит, что, кроме Шамаша, никто не сможет переправиться, и только Уршанаби, корабельщик Утнапишти, у которого в лесу идолы, может помочь.

Уршанаби помогает Гильгамешу добраться до Утнапишти. Гильгамеш рассказывает ему о своём горе и спрашивает, как Утнапишти удалось стать равным богам. Утнапишти рассказывает историю о потопе, в котором выжил только он, и боги приняли его к себе, но для Гильгамеша богов на совет не собрать. Утнапишти говорит Гильгамешу, что есть на дне океана цветок, что даёт вечную молодость; тот добывает его и решает сначала испытать его на старцах Урука. Но по пути обратно змея похищает цветок, и Гильгамеш возвращается ни с чем.

В некоторых интерпретациях также присутствует продолжение, в котором Гильгамеш встречается со своим братом Энкиду, вышедшем из загробного мира, и повествующее о тяжком бытии в мире мёртвых (для древних шумеров свойственно довольно мрачное представление о посмертном существовании, в отличие, например, от египтян). После чего Гильгамеш смиряется с участью смертного.

Структура и варианты Эпоса

«Старовавилонская» версия

До нашего времени дошло 3 различных варианта «Эпоса о Гильгамеше» на аккадском языке. Старейшей из них является так называемая «старовавилонская» версия. Она сохранилась в 6 отрывках на табличках, датируемых XVIII—XVII веками до н. э.

• Пеннсильванская таблица. Соответствует I и II песням из позднейшей версии Эпоса. Опубликована Стефеном Лэнгдоном.
• Иэльская таблица. Соответствует II и III песням из позднейшей версии Эпоса. Возможно она восходит к тому же списку, что и «Пеннсильванская таблица». Опубликована Морисом Ястровом и Альбертом Клэем.
• Первый фрагмент из Тэлль-Хармаля. Соответствует IV песне из позднейшей версии Эпоса. Опубликована Ван Дейком.
• Первый фрагмент из Тэлль-Хармаля.
• Таблица Бауэра. Соответствует V песне из позднейшей версии Эпоса.
• Таблица Мейснера. Соответствует X (и, возможно, VIII) песне из позднейшей версии Эпоса.

Данные таблички не относятся к одному и тому же месту Эпоса, из-за чего нет полной уверенности в том, что они все восходят к одному и тому же списку Эпоса. Но при этом у них есть схожесть стиля и языка. Почерк во всех табличках беглый и плохо разбирается, их язык труден для понимания. Кроме того, большинство из табличек плохо сохранились — только от «Пеннсильванской таблицы» осталось 4/5 текста. Кроме того, только «Пеннсильванская», «Иэльская таблицы», а также «Таблица Мейснера» содержат текст, который есть в позднейшей версии. Остальной текст в позднейшей версии не сохранился.