Intensive Ausgrabungen haben eine feste Besiedlung des hochwassergeschützten "Burgplatzes" bereits im ersten nachchristlichen Jahrhundert nachgewiesen. Der "Alte Markt" war seit dem 5. Jahrhundert der zentrale Handelsplatz der Stadt, die durch ihre Lage am Hellweg und an einer Rheinfurt ausgezeichnet war.

Aufgrund der günstigen geographischen Lage Duisburgs auf einer Hochterrasse am Zusammenfluss von Rhein und Ruhr, hatte die Stadt eine strategisch wichtige Lage. Bereits um 740 wurde mit der Anlage eines Königshofes begonnen.

Die erste schriftliche Erwähnung Duisburgs wird auf 883 datiert, Quelle ist die Chronik des Geschichtsschreibers Regino von Prüm: "die Normannen erobern Duisburg und überwintern hier".

Der alte Königshof des 9. Jahrhunderts entwickelt sich schnell zu einem Marktflecken. Im 10. Jahrhundert erfolgte der Ausbau des Königshofes zu einer Königspfalz. Belegt sind mindestens 18 Königsaufenthalte in jenem Jahrhundert. 929 fand in der Stadt eine Reichssynode statt.

Der heutige Stadtbezirk umfasst im Groben Teile des alten Duisburger Gebiets um die mittelalterliche klevische Stadt, deren Grenzen in einer Urkunde des Jahres 1065 mit den Flüssen Rhein, Ruhr und Düssel angegeben wurden. Im Laufe der Zeit wurde dieses Gebiet allerdings aufgeteilt und verkleinert.

Der Stützpunkt des Königs umfasste im 12. Jahrhundert etwa den Raum des heutigen Burgplatzes und der Salvatorkirche. Bis 1290 war Duisburg reichsfreie Stadt, dann wurde sie von König Rudolf von Habsburg gegen 2.000 Silbermark an den Grafen von Kleve verpfändet.

In der Folgezeit wurde Duisburg Mitglied der Hanse. Durch die Verlagerung des Rheins von der Stadt weg, die vor etwa 1.000 Jahren geschah, und die im 13. und 14. Jahrhundert zunehmende Verlandung des toten Rheinarms, wurde die wirtschaftliche Entwicklung jedoch unterbrochen. Von der Kaufmannsstadt entwickelte sich Duisburg zur Ackerbürgerstadt. Die Duisburger Messen gingen im 14. Jahrhundert auf Frankfurt am Main über. Das Wirken von Gerhard Mercator und die Gründung der Universität im Jahre 1655 schufen die Anerkennung als "Gelehrtes Duisburg" ("Duisburgum Doctum").