23 июня 1742 года воевода Исетской провинции подполковник Пётр Бахметьев заложил деревянную крепость, как узловое звено цепи Оренбургской пограничной линии для защиты от набегов киргизов (казахов). К концу XVII века вокруг крепости выросла станица Уйская (в переводе с башкирского слово "уй" означает "ущелье", "межгорная долина").С образованием 27 августа 1919 года Челябинской губернии станица Уйская была включена в её состав. 4 ноября 1926 года был образован Уйский район, в начале 1930-х годов он некоторое время именовался Колхозным районом. При разделе в 1934 году Уральской области Уйский район был включен в состав Челябинской области.

Флаг района был разработан одновременно с новым гербом района Союзом геральдистов России во главе с К.Ф.Мочёновым совместно с автором первого герба района Татьяной Погребниковой и Виктором Таборских (с.Уйское), и вместе с новым гербом утвержден в один день, 30 июня 2003 года, решением №215 Уйского районного Совета депутатов и внесен в Государственный геральдический регистр Российской Федерации за №1264 с официальным описанием:

"Прямоугольное полотнище с соотношением ширины к длине 2:3, разделенное на четыре прямоугольные равные части: вверху у древка и внизу у свободного края - синие, остальные жёлтые; несущее в центре изображения фигур из герба района: красный шар, белая деревянная крепость в виде башни с кровлей, вырастающая из-за угла палисада".

Синий цвет символизирует многочисленные озера и источники района, жёлтый - является символом золотоносных месторождений. Деревянная крепость воспроизводит вид первой Уйской крепости, а красный круг подчеркивает факт нахождения Уйского района в географическом центре Челябинской области.

С любезного разрешения К.Ф.Мочёнова использованы материалы книги: К.Ф.Мочёнов и Г.А.Туник "Официальные символы Челябинской области и муниципальных образований"