Документальная история Павлова начинается во второй половине XVI века, при Иване Грозном, когда для охраны окской переправы на древнем тракте Нижний Новгород — Муром — Москва возводится на крутой Спасской горе деревянная крепость-острог. Стрельцы несли гарнизонную и пограничную службу, а также выполняли поручения местной администрации. Они не платили налогов, не занимались земледелием, но им разрешалось иметь кузницы и заниматься рыболовством, охотой. Гарнизон крепости «Павлов острог» в XVI веке состоял из 50 человек во главе со стрелецким сотником. Подобные крепости воздвигались тогда вдоль всех границ Московского государства. Но уже в следующем столетии Павловская крепость утрачивает свою оборонительную роль, и Павлово развивается в дальнейшем как промысловое село, вотчина князей Черкасских, а позднее — графов Шереметевых.До похода Ивана Грозного на Казань в 1552 году на участке Оки от Мурома до Нижнего Новгорода фактически проходила граница Московского государства. Проникновение русского населения в этот край началось задолго до Казанского похода. Первыми поселенцами были крестьяне из-под Владимира, Ростова, Суздаля. Они бежали от постепенно усиливающегося крепостного гнета. Их привлекало сюда наличие пригодных для пахоты земель, изобилие дичи в лесах, богатые рыбой реки. А главное — отсутствие феодальных владений, таивших в себе угрозу нового закабаления.
Время основания Павлова условно отнесено к 1566 году. Павлово было тогда дворцовым селом, т.е. входило в состав царской вотчины, и доходы с него шли на содержание дворцового хозяйства. С момента своего возникновения в связи со своеобразным рельефом местности, село Павлово существовало как два почти самостоятельных поселения. Одно — на Спасской горе, рядом с острогом, другое — в районе современного рынка, улиц Нижегородской, Ленина, и некоторых других, вдоль речки Тарки.
Существует много легенд о происхождении названия города. Одна из них говорит, что он получил свое название по имени некоего переселенца — перевозчика Павла. Согласно другой, город был назван по имени первого посадского в остроге, так как во всех важных документах Павлово упоминалось как Павлов Острог.
Необыкновенно живописное расположение на высоком окском берегу, гармоничность и выразительность архитектурного облика издавна сделали Павлово одним из самых красивых поселений Нижегородской губернии. К концу XIX в. сформировалась архитектурная среда центральной части Павлова, и поныне определяющая его своеобразный, неповторимый облик. Характер застройки определялся сложным рельефом: крутыми окскими откосами, многочисленными оврагами, руслом реки Тарки, впадающей в Оку, которая возле Павлова делала широкий изгиб. Это увеличивало живописность окружающих панорам — из центральной части села можно было любоваться заречными лесными далями, просторами полноводной реки, высокими глинистыми кручами Троицкой горы. Сложный рельеф и широта водных просторов придают облику Павлова живописность и разнообразие.
Самая древняя часть Павлова — район Острожной (Спасской) горы на правом берегу Тарки. Когда-то на вершине горы стоял деревянный острог, а позднее были построены два соборных храма — Спасо-Преображенский и Троицкий. На левобережье Тарки рельеф был более спокойным. Здесь, возле переправы и пристани, рядом с Никольской церковью на месте древнего торга во второй половине XIX в. сформировался общественно-торговый центр села. Его застройка почти полностью обновилась после большого пожара 1872 г.; здесь выросли жилые дома и усадьбы состоятельных павловчан, лавки, магазины, склады, производственные предприятия, представлявшие собой отдельные вкрапления в плотной двухэтажной застройке.