Флаг района утверждён Решением №169 Собрания депутатов Пролетарского района 29 мая 2003 года. Авторы флага: А.Кабанов (г.Пролетарск), К.Мочёнов, Ю.Коржик, Г.Туник. Описание герба:

Флаг Пролетарского района представляет собой прямоугольное полотнище с соотношением ширины к длине 2:3, воспроизводящей развёрнутую гербовую композицию.
Обоснование символики
Орёл — символ степного простора и свободы.
Чёрный цвет символизирует мудрость, скромность.
Красный цвет — символ храбрости, мужества.
Жёлтый цвет (золото) символизирует достоинство и радость.
Белый цвет (серебро) символизирует чистоту и невинность.
Синий цвет символизирует славу и честь.

Флаг внесён в Государственный геральдический регистр под №1256.