Nach dem Stand der Forschung lag Aschaffenburg um die Zeitenwende im römisch besetzten Gebiet und blieb später Grenzort im „freien Germanien“ jenseits des Limes. Die Ruinen des römischen Kastells in Obernburg und die in Stockstadt gefundenen, später in den Nilkheimer Park verbrachten Grundmauern eines römischen Badehauses erinnern an diese Epoche.

Nach einer Notiz des sogenannten Geographen von Ravenna war Aschaffenburg am Ende des 5. Jahrhunderts eine alamannische Volksburg.

Schon um 715, zur Zeit der fränkischen Könige gehörte es zur Kirchenprovinz Mainz, wie aus einer verlorengegangenen Inschrift an der Kapelle im heutigen Stadtteil Nilkheim hervorging. Landesherren waren damals noch die Herzöge von Franken als Lehnsherren der Merowingerkönige.

Aschaffenburg muss bis zum 9. Jahrhundert eine besondere Bedeutung als Königsgut gewonnen haben. Der erste „deutsche“ Karolingerkönig, Ludwig der Deutsche, – Enkel von Karl dem Großen – war vermutlich nicht persönlich in Aschaffenburg – eventuell, weil er wieder einmal mit seinem Sohn in Fehde lag. Dieser Sohn allerdings, Ludwig der Jüngere, heiratete hier im Jahre 869 Liutgard, die Tochter Liudolfs von Sachsen, dem Stammvater der Ottonen. Die herrschenden Karolinger und das spätere Kaisergeschlecht der Ottonen, schließen also eine wichtige dynastische Verbindung in Aschaffenburg. Für eine so bedeutende Hochzeit muss es einen angemessenen Königshof gegeben haben, der auf dem Badberg vermutet wird, dem Hügel, auf dem heute auch die Stiftskirche steht.

Aschaffenburg wird Witwensitz von Liutgard, wodurch der Ort in den Besitz der Ottonen übergeht. Liudolf, der Sohn von Otto dem Großen, gründet mit seiner Frau Ida vor 957 das Aschaffenburger Stift und deren Sohn Otto, Herzog von Schwaben vermacht Stadt und Stift um das Jahr 980 dem Bistum Mainz unter Erzbischof Willigis (975-1011)

Die Nilkheimer Kapelle – Zeichnung von Jakob Heinrich von Hefner, 1828

Mit der Nilkheimer Kapelle steht die erste geschichtliche Erwähnung (um 715) aus dem heutigen Stadtgebiet
Aschaffenburgs in Zusammenhang. Auf einer verlorengegangene Steininschrift war zu lesen:
Hier erbaute zuerst der Priester Adalhuno zur Zeit des Herzogs Theotbald eine Kirche,
die der Mainzer Bischof Regebert zu Ehren des heiligen Märtyrers Dionysius und seiner Gefährten einweihte.