Der Stadtteil Gustavsburg verdankt seinen Namen dem Schwedenkönig Gustav Adolf, der im Dreißigjährigen Krieg an der Mündung des Mains in den Rhein eine große Festungsanlage erbauen ließ. Bereits die Römer hatten die strategische Bedeutung der Mainspitze erkannt, was durch die heute noch im Mainbett vorhandenen Pfahlroste einer unter Kaiser Trajan erbauten Holzbrücke dokumentiert wird.
Um die Schwedenfestung möglichst schnell fertig zu stellen, waren unter der Regie des Baumeisters Mathias Staudt ab dem 21. Januar 1632 zeitweise bis zu 1.500 Bauarbeiter beschäftigt. Als Gustav Adolf mit seinem Hauptheer abzog, beaufsichtigte Reichskanzler Axel Oxenstierna die Arbeiten. Dem raschen Baufortschritt fielen die ursprünglich geplanten sechs Ravelins (Vorwerke) zum Opfer, so dass der Grundriss der nach knapp zwei Jahren vollendeten Festung mit seinen Bastionen letztlich einem sechszackigen Stern glich.
Beim Bau der Festung wurde gleich an mehreren Stellen altes Gemäuer frei gelegt, das zweifellos römischen Ursprungs war. Auch Altäre, Grabdenkmäler, Münzen und Gefäße waren dort gefunden worden. Der interessanteste Fund – der Grabstein des Reiters Togitio – wird heute im Mannheimer Museum verwahrt. Eine Kopie davon ist im Gustavsburger Rathaus zu sehen.
Auf dem Kupferstich, mit dem Matthäus Merian erstmals die schwedische Festungsanlage abbildete, trägt die Festung noch die Bezeichnung „Pfaffentraub”. Erst auf späteren Abbildungen wird sie „Gustaviburgum” oder „Gustafburg” genannt.
Reichskanzler Oxenstierna unterzeichnete am 2. Dezember 1633 einen Schutz- und Freiheitsbrief „für die Realfestung und Stadt” und verlieh den Einwohnern und allen, die sich dort niederlassen wollten, ansehnliche Privilegien.