Ранее территория района входила в Челябинский сельский район. В 1934 году центр района перенесен в село Сосновка, а сам район переименован в Сосновский. В 1936 году центр района перенесен в село Долгодеревенское, но название района не изменено. С 2004 года муниципальное образование именовалось Сосновский муниципальный район. В марте 2025 года Сосновский муниципальный район преобразован в Сосновский муниципальный округ.

Флаг Сосновского района утвержден Постановлением Сосновского районного Совета депутатов № 41 от 17 апреля 2002 года.

Флаг муниципального образования Сосновского района представляет собой прямоугольное синее полотнище с соотношением сторон 2:3, с зелёными полосами в 1/6 ширины флага вдоль нижнего и боковых краёв, отделённых жёлтой полосой в 1/40 флага от синего поля полотнища и белым изображением восстающего коня, с пурпурным глазом, на шею которого наброшен желтый аркан; отходящая влево и вниз веревка аркана уложена подобно громовой стреле и не достигает зелёного края полотнища; задние ноги коня расположены на фоне нижней зелёной полосы.

В тексте использована информация Дмитрия Филиппова (Челябинск) и материалы книги К.Ф.Моченова и Г.А.Туник "Официальные символы Челябинской области и муниципальных образований"

Флаг района внесен в Государственный геральдический регистр РФ под № 956.