Онежский район создан в 1929 году в составе Северного края, с 1937 года входит в Архангельскую область. В 1963-65 гг. временно упразднялся. В 2006 году в границах района создано муниципальное образование Онежский муниципальный район. Областным законом от 26 сентября 2024 года Онежский муниципальный район преобразован в Онежский муниципальный округ. Административный центр - г. Онега.

Флаг Онежского района утверждён Решением Собрания депутатов МО от 18 февраля 2010 года №29 "О флаге Онежского муниципального района". Согласно тексту Положения о флаге:

"2. Описание и обоснование символики муниципального флага
2.1. Описание муниципального флага:
Прямоугольное полотнище с отношением ширины к длине 2:3, состоящее из пяти горизонтальных полос, разделенных волнистыми линиями: зеленой, белой, голубой, белой и голубой (габаритная ширина крайних полос: верхней – 1/5, нижней – 2/3 ширины полотнища; ширина каждой узкой полосы – 1/20 ширины полотнища.
2.2. Обоснование символики муниципального флага:
Флаг разработан на основе герба Онежского муниципального района".

По материалам сайта "Муниципальные образования Кировской области"

Флаг района внесен в Государственный геральдический регистр РФ под №5998.