Флаг Новосергиевского района утвержден решением Совета депутатов от 10 октября 2012 года № 25/2 р.С и внесен в Государственный геральдический регистр РФ под № 8028.

"Прямоугольное двухстороннее полотнище желтого цвета с отношением ширины к длине 2:3, несущее вдоль нижнего края полосу красного цвета. В центре каждой полосы воспроизведены фигуры из герба Новосергиевского района: на желтой - черный вздыбленный конь, на красной - две перекрещенные белые стрелы, наконечниками вверх".

Обоснование символики флага Новосергиевского района.
Основное направление деятельности Новосергиевского района - производство сельскохозяйственной продукции. Весомый вклад в увеличение производства сельхозпродукции вносят коллективы СПК им. Калинина, ЗАО "Дружба", ООО "Судьбодаровское", СПК им. Ленина. У района богатая и интересная история. Новосергиевская земля была свидетелем пугачевской вольницы и Гражданской войны, более 15 тысяч ее жителей защищали Родину на фронтах Великой Отечественной войны, из них 6 тысяч воинов не вернулось с полей сражений. С новосергиевской землей, тесно связаны судьбы 16 Героев Советского Союза, 5 Героев социалистического труда и 32 Кавалеров Ордена Ленина.
Символика фигур и цветов герба Новосергиевского района многозначна:
- золотое поле, подобное по цвету полю с созревшим урожаем - символизирует преобладание сельскохозяйственного сектора в производственной характеристике района. Золото - аллегория созревшего хлебного колоса, символ щедрости земли, символ стабильности и уважения;
- вздыбленный конь, олицетворяет мощь и жизненную силу и является помощником человека в труде (особенно в сельском хозяйстве) и ратном бою. Черный цвет символизирует благоразумие, мудрость, скромность, честность и постоянство;
- червленая (красная) оконечность символизирует взаимопомощь и совместный труд жителей района. Червлёный цвет - символ труда, подвига, мужества и красоты.
- стрелы - символ защиты и нападения, целеустремленности и силы, символ тех сражений, которые случились в истории этой земли и тех, в которых принимали непосредственное участие местные жители. Серебро - символ чистоты, открытости, божественной мудрости, примирения.
Авторская группа:
Идея: Виктор Щипачев (Оренбург).
Вексиллологическая доработка: Константин Моченов (Химки).
Художник и компьютерный дизайн: Анна Гарсия (Москва).
Обоснование символики: Вячеслав Мишин (Химки)".

Материалы cайта Союза геральдистов России