В 2004 году муниципальное образование в границах района получило статус муниципального района. Законом Курской области от 03.04.2026 г. Касторенский муниципальный район упразднён, взамен него создан Касторенский муниципальный округ.

Флаг Касторенского района утвержден утвержден Решением Решением Представительного Собрания муниципального района "Касторенский район" от 27 апреля 2023 года № 25 "Об официальных символах (гербе и флаге) муниципального района «Касторенский район» Курской области". Флаг внесен в Государственный геральдический регистр РФ под № 14373. Описание флага:

"Прямоугольное красное полотнище с отношением ширины к длине 2:3, с изображением в центре полотнища композиции фигур из герба Касторенского района, выполненных белым, желтым, черным и зеленым цветами. Обратная сторона полотнища зеркально воспроизводит лицевую".

Обоснование символики флага Касторенского района.
Флаг Касторенского района составлен на основании герба Касторенского района и повторяет его символику.
В основу композиции символики Касторенского района положены исторические, природные, экономические и культурные особенности района. Касторенский район образован 30 июля 1928 года в составе Центрально-Черноземной области и с 1935 года район в составе Курской области. Касторенский район состоит из трех поселков городского типа: Касторное - административный центр, Новокасторное, Олымский, и тренадцати сельсоветов: Алексееевский, Андреевский, Верхнеграйвороновский, Егорьевский, Жерновецкий, Котовский, Краснодолинский, Краснознаменский, Лачиновский, Ленинский, Ореховский, Семеновский, Успенский. Каждый населенный пункт Касторненского района богат историческими событиями.
Применение во флаге Касторенского района сокола, держащего подкову – фигур из герба рода Лачиновых – показывает уважительное отношение жителей к своей истории и преемственность поколений. Село Никольское ( ) – бывшее родовое гнездо Лачиновых, род которых дал декабриста – просветителя Евдокима Емельяновича Лачинова. Сокол – символ силы, скорости, внезапности, быстроты принятия решения.
Подкова также отсылает к истории села Алексеевки, где более 186 лет существует конный завод. Основатель его, Василий Павлович Охотников, много сил приложил на разведение племенных рысаков орловской породы. Память о том времени сохраняется не только в архитектурном ансамбле конного завода, но и в тех достижениях, которые были достигнуты александровцами за весь период существования завода – а это, прежде всего, выведение в 1949 году новой породы лошадей – русской рысистой и получение ею на ипподромах страны пяти наград «Дерби». Подкова – обозначает защиту, а также традиционный символ удачи и счастья.
Касторенский район – это сельскохозяйственный район, что символизирует хлебный сноп – символ земледелия, плодородия, трудолюбия.
Серебряно-черный ряд многозначно указывает:
– на чемпиона мира по шахматам Александра Александровича Алехина - его отцом в селе Красная Долина был куплен дом, а затем недалеко была построена новая усадьба, названная в народе Новым Двором (Новодворским), которая сохранилась до наших дней;
– на территории района находится крупный железнодорожный узел, где пересекаются ветки Курск-Воронеж и Елец-Валуйки. Узел обслуживают три станции: Касторная Восточная, Касторная-Курская и Касторная-Новая в поселке Новокасторное.
Зубцы над оконечностью символизируют то, что село Касторное образовалось в давние времена на высоком берегу реки Олым как сторожевой пост.
Зеленое поле флага символизирует природу района, его сельскохозяйственный уклад, а также это символ надежды, благополучия и здоровья.
Красное поле флага - несет память о погибших воинах защитниках отечества. Геральдическое значение этого цвета выражается в следующих качествах человеческой души, которыми, несомненно, обладает каждый местный житель: мужество, сила, храбрость, неустрашимость, смелость, любовь, великодушие.
Примененные во флаге цвета дополняют символику:
белый цвет (серебро) – символ чистоты, невинности, верности, надежности и доброты;
желтый цвет (золото) – символ высшей ценности, величия, богатства, урожая;
зеленый цвет – это цвет природы, означает плодородие полей и символизирует жизнь, здоровье, надежду, возрождение;
черный цвет символизирует благоразумие, скромность, честность, образованность;
красный цвет (червленый) – символ храбрости, мужества, неустрашимости, красоты и праздника.

Авторская группа:
идея флага: Администрация Касторенского района;
геральдическая доработка: Константин Моченов (Химки);
художник и компьютерный дизайн: Анна Гарсия (Москва);
обоснование символики: Екатерина Моченова (Москва).

По материалам сайта Союза геральдистов России. Копия документа - с сайта администрации Касторенского района