Флаг Менделеевского района утвержден решением Совета Менделеевского муниципального района №75 от 5 марта 2007 года, внесен в Государственный геральдический регистр РФ под № 3189 и в Государственный геральдический реестр Республики Татарстан под № 104. Положение о флаге Менделеевского муниципального района Республики Татарстан гласит:

"3. Описание и обоснование символики флага Менделеевского муниципального района.
3.1. Описание флага Менделеевского муниципального района
"Флаг Менделеевского района представляет собой прямоугольное полотнище с соотношением ширины к длине 2:3, состоящее из двух равных бело-голубых вертикальных полотнищ, разделенных по диагонали: у древка белое слева, у свободного края белое справа, а голубые части соединены вместе. Каждый из белых участков полотнища несет изображение красной лилии, голубой участок несет белое с желтым изображение стремени на ремешке и подковы".
3.2. Обоснование символики флага Менделеевского муниципального района.
Флаг разработан на основе герба района и языком символов и аллегорий отражает природные, экономические и исторические особенности Менделеевского района.
Голубая часть флага (треугольник) символизирует ведущую отрасль экономики района - химическую промышленность, а также аллегорически отражает движение вперед, стремление к прогрессу.
Кроме этого, голубой цвет фигуры аллегорически указывает на большие водные ресурсы, играющие важную роль в жизни района, расположенного на берегах Камского водохранилища.
Цветок лилии символизирует природные богатства района, красоту здешних мест.
Стремя и подкова заимствованы из фамильного герба рода Менделеевых. Этими элементами подчеркивается уважение к историческому прошлому района, в частности к наследию великого ученого - Дмитрия Ивановича Менделеева, который здесь работал и именем которого назван город Менделеевск.
Белый цвет - символ ясности, открытости, примирения, невинности.
Голубой цвет - символ возвышенных устремлений, чести, славы, преданности, бессмертия.
Красный цвет - символ мужества, силы и красоты, праздника.
Желтый цвет - символ урожая, богатства, стабильности, уважения и интеллекта.
3.3. Авторская группа:
Идея флага: Ильнур Миннуллин (Казань).
Доработка флага произведена Геральдическим советом при Президенте Республики Татарстан совместно с Союзом геральдистов России в составе: Рамиль Хайрутдинов (Казань), Радик Салихов (Казань), Константин Мочёнов (Химки), Оксана Афанасьева (Москва), Вячеслав Мишин (Химки)".

Информация предоставлена В.Попоски со ссылкой на сайт Менделеевского района