Флаг муниципального образования "Тихвинский район" принят Тихвинским райсоветом депутатов 27 ноября 2002 года (Решение №402). В 2003 году флаг внесён в Государственный геральдический регистр РФ под № 1124. Согласно Положению о флаге:

Флаг муниципального образования "Тихвинский район Ленинградской области" составлен на основании герба города Тихвина и Тихвинского района, по правилам и соответствующим традициям геральдики и отражает исторические, культурные, социально-экономические, национальные и иные местные традиции.
3.1. Описание флага Тихвинского района.
Флаг муниципального образования представляет собой прямоугольное полотнище с соотношением ширины к длине 2:3, разделенное по горизонтали дугообразно на три неравные полосы: верхнюю синюю в 3/9 длины полотнища, воспроизводящую диск солнца (без изображения лица), выходящего из верхнего края, белую в 1/9 длины полотнища, и красную в 5/9 длины полотнища, воспроизводящую в центре изображение желтой императорской короны.
3.2. Обоснование символики флага Тихвинского района. Солнце - символ созидательной силы; являясь источником тепла, мира и согласия, изливает на землю поток жизнетворческих сил.
Императорская корона символизирует "милость и протекцию къ сему городу Ея Императорскаго Величества, а червленое поле показует ревность и усердiе, каковые, корона, за оказанную милость къ сему селенiю от граждан тъхъ надъется (надеется) иметь".
Желтый цвет (золото) в геральдике означает верховенство, величие, уважение, великолепие, богатство. Красный цвет в геральдике - символ храбрости, мужества. Белый цвет (серебро) в геральдике - символ чистоты, добродетели и целомудрия. Синий цвет (лазурь) в геральдике - символ возвышенных устремлений, мышления, искренности и добродетели.
3.3. Авторская группа: идея флага: Константин Моченов (г. Химки), обоснование символики: Галина Туник (г. Москва), компьютерный дизайн: Сергей Исаев (г. Москва).

Использованы материалы сайта муниципального образования Тихвинского района

21 декабря 2022 года Совет депутатов МО Тихвинское городское поселение принял флаг на основе исторического герба города Тихвина (отличающийся от флага района наличием цифр "1773". 18 апреля 2023 года Совет депутатов Тихвинского района решил, что флаг Тихвинского ГП 2022 года будет использоваться и как флаг Тихвинского района. Между советами депутатов городского поселения и района подписаны соответствующие соглашения.