Флаг Плесецкого района разработан Олегом Алиевым, заслуженным членом Всероссийского Геральдического Общества. Флаг утверждён Решением Собрания депутатов МО "Плесецкий муниципальный район" № 316 от 4 июня 2008 года. В основу флага положен герб района:

"В зеленом поле золотые ворота с распахнутыми створками внутри которых золотой лось на лазоревой (голубой, синей) оконечности обремененной тремя волнистыми укороченными серебряными поясами. В вольной части герб Архангельской области. Щит увенчан золотой муниципальной короной о четырёх зубцах".

Рисунок взят с сайта МО "Плесецкий район"

Флаг внесен в Государственный геральдический регистр РФ под № 5569.

В 2021 году Плесецкий муниципальный район преобразован в Плесецкий муниципальный округ (все сельские поселения в его составе утратили муниципальный статус). При этом район как административно-территориальная единица сохранен.