Флаг Западнодвинского района утвержден Решением Собрания депутатов Западнодвинского района Тверской области от 10 января 2001 года № 33 и внесен в Государственный геральдический регистр РФ под № 769. Описание флага:

Прямоугольное красное полотнище, воспроизводящее композицию герба.

По материалам сайта А.Ушакова и компании "ТУШ"

В 2020 году муниципальное образование "Западнодвинский район" преобразовано в Западнодвинский муниципальный округ, при этом все муниципальные образования первого уровня упразднены. В административно-территориальном отношении Западнодвинский район тогда же преобразован в Западнодвинский округ.