Подобное деление изначально проводилось механически — когда не оставалось места на одной табличке, начиналась новая. Однако в Ниневийской версии деление на таблицы более стройное, на каждой из таблиц записана отдельная песня:

Таблица	Песня
I	Буйство Гильгамеша и создание Энкиду
II	Приход Энкиду в Урук и дружба героев
III	Приготовления к походу против Хумбабы
IV	Поход против Хумбабы
V	Битва с Хумбабой
VI	Иштар и Гильгамеш. Борьба с небесным быком
VII	Болезнь и смерть Энкиду
VIII	Оплакивание и похороны Энкиду
IX	Странствие Гильгамеша до берега Мирового Океана
X	Переправа Гильгамеша через Океан
XI	Гильгамеш на острове Утнапишти. Возвращение
XII	Вызов духа Энкиду из преисподней

В составе поэмы можно выделить 4 песни, которые по предположению некоторых исследователей первоначально были самостоятельными:

• «Энкидиада», которая повествует о герое-дикаре Энкиду, а также о том, как он был приобщён к культуре.
• Поход против Хумбабы (Хувавы)
• Эпизод с Иштар, прототипом которой была шумерская богиня Иннин, а также бой с быком.
• Путешествие Гильгамеша в попытке обрести бессмертие.

В настоящее время известны прототипы песен о Походе против Хумбабы и о бое с быком, написанные на шумерском языке. Однако при создании Эпоса эти песни не могли быть механически соединены, поскольку связь между ними с точки зрения идеи и композиции хорошо продумана и имеет глубокий философский смысл. При этом ряд песен о Гильгамеше, которые автор Эпоса, вероятно, посчитал неподходящими для своих целей, включены не были. Так не была использована песня о Гильгамеше и Агге.

Кроме песен из героического эпоса при создании поэмы использовался и мифологический эпос. В частности, использовался текст из поэмы «Хождение Иштар в преисподнюю».

«Эпос о Гильгамеше» и Всемирный потоп

Большой интерес исследователей вызывает рассказ о потопе, изложенный в таблице XI Эпоса (строки 9—199). В нём Утнапиштим рассказывает Гильгамешу о том, как он оказался единственным выжившим в стихийном бедствии. Впервые литературный перевод этого рассказа был опубликован в декабре 1872 года Джорджем Смитом под названием «Представления халдеев о потопе», и он вызвал огромный интерес не только в Великобритании, но и во всём мире. По мнению исследователей этот рассказ восходит к отдельному сочинению, которое органически влилось в Эпос.

Многие исследователи обратили внимание на соответствие описания потопа в Эпосе со Всемирным потопом, о котором рассказывается в Библии. В результате чего было высказано предположение о том, что описание Всемирного потопа в Библии восходит именно к «Эпосу о Гильгамеше». И эта гипотеза использовалась в качестве одного из аргументов для опровержения святости Библии.

В то же время, с учётом того что легенды о потопе существуют у многих ближневосточных народов, существуют гипотеза о том, что и Эпос, и Библия заимствовали сведения о потопе из общего источника.

Исследования и переводы Эпоса

Начало исследованию Эпоса было положено Джорджем Смитом, первооткрывателем Эпоса. Именно Джордж Смит первым высказал предположение, что первоначально Эпос был создан на шумерском языке в Уруке. В 1884—1891 годах все известные к тому времени фрагменты с Эпосом были изданы американским исследователем Паулем Хауптом.