Возник в 1870-х годах как промышленный район Кинешмы на левом берегу Волги, т.е. в Заволжье. Предпосылками для возникновения города стали построенные на территории современного города в середине XIX в. бумагопрядильная и бумаготкацкая фабрики (позднее - фибровая фабрика) и открытый в 1871 г. - сернокислотный завод (одно из старейших в России химических предприятий). Из примыкающих к этим предприятиям населённых пунктов в 1934 и был образован посёлок Заволжье. Который был выделен в 4 октября 1954 году в самостоятельный город. Заволжский район был образован 9 октября 1968 года.

Проект герба города Заволжска (1991).