Obszar dzisiejszego Wołgogradu od XIII w. znajdował się we władaniu mongolskiej Złotej Ordy. W regionie znajdowała się stolica Złotej Ordy i jedno z największych miast ówczesnego świata – Saraj. Saraj był najeżdżany przez Timurydów i Chanat Krymski, a ostateczny upadek przyniósł podbój rosyjski. Aby zachować kontrolę nad zdobytym regionem w 1589 r. Rosjanie założyli twierdzę graniczną Carycyn, przy której wyrosła osada handlowa. Carycyn przejął po Saraju rolę głównego ośrodka regionu. Carycyn był targany buntami kozackimi. W 1670 r. został zajęty przez zrewoltowanych kozaków dońskich pod przywództwem Stieńki Razina, co było początkiem powstania kozacko-chłopskiego. W 1708 w zasięgu powstania Buławina. W 1731 r. przeprowadzono modernizację fortyfikacji. W 1774 miejsce walk rosyjsko-kozackich w czasie powstania Pugaczowa. W 1765 osadnicy protestanccy, tzw. bracia morawscy, na południe od miasta założyli osadę Sarepta, włączoną później w granice miasta. W Sarepcie powstała popularna musztarda sarepska.