Nabucodonosor es más ampliamente conocido a través de su descripción en la Biblia, especialmente en el Libro de Daniel, que discute varios eventos de su reinado en adición a su conquista de Jerusalén:
En el segundo año de su reinado (evidentemente contando de su conquista a los judíos), Nabucodonosor sueña con una gran imagen hecha de varios materiales (oro, plata, bronce, hierro, y barro cocido) que es destruida totalmente. El profeta Daniel lo interpreta de modo que representa el auge y la caída de los poderes mundiales (Daniel Capítulo 2).
Durante otro incidente, Nabucodonosor levanta un enorme ídolo de oro para ser venerado durante una ceremonia pública en el llano de Dura. Cuando tres judíos, Ananías, Misael, y Azarías (Sedrac, Mesac, y Abed-nego) rehusaron formar parte de tal acto, el rey los mandó a arrojar a un horno ardiente. Pero al momento de ser arrojados fueron salvados por un ángel y surgieron ilesos (Daniel Capítulo 3).
Otro sueño, esta vez de un árbol inmenso, es interpretado por Daniel el profeta. El sueño anunciaba el destino del rey viviendo junto a las bestias y comportándose como éstas (Daniel Capítulo 4).
Mientras presumía sobre sus logros, Nabucodonosor es humillado por el Dios de los judíos. El rey pierde la cordura y vive en la selva como un animal durante siete años (algunos lo consideran como un ataque de locura llamado zoantropía clínica). Después de esto, su cordura y postura son recobradas. Ni la enfermedad, ni el interregno que debió haber causado, están registrados en los anales babilónicos; sin embargo, hay una ausencia de actos del rey durante 582-575 a. C. Algunos eruditos creen que el Libro de Daniel fue escrito mucho tiempo después que los eventos descritos, durante el Siglo II a. C., por esta razón se duda de la veracidad de las descripciones.