Кильмезский район образован в 1929 году в составе Нолинского округа Нижегородской области. С 1934 года - в составе Кировской области. В 2004 году муниципальное образование в границах района получило статус муниципального района. К 2006 году в его составе образованы Кильмезское городское поселение и несколько сельских поселений. Областным законом от 25.11.2025 года район преобразован в Кильмезский муниципальный округ. Все муниципальные образования 1-го уровня (городские и сельские поселения) упразднены.

Флаг Кильмезского муниципального района утвержден Решением Районной Думы от 7 сентября 2012 года № 5/2 (см. Приложения к решению)

Прямоугольное полотнище с отношением сторон (ширины к длине) 2:3, воспроизводящее герб Кильмезского муниципального района в белом, красном и синем цветах.

Источник - сообщение В.Пермякова

Флаг Кильмезского района внесен в Государственный геральдический регистр РФ под № 8057.