Нолинский район образован в 1929 году в составе Вятского округа Нижегородской области. С 1934 года - в составе Кировского края (с 1936 г. - области). В 2004 году муниципальное образование в границах района получило статус муниципального района. К 2006 году в его составе образованы Нолинское городское поселение, Аркульское городское поселение и несколько сельских поселений. Областным законом от 25.11.2025 года район преобразован в Нолинский муниципальный округ. Все муниципальные образования 1-го уровня (городские и сельские поселения) упразднены.

Положение о флаге МО "Нолинский муниципальный район" утверждено решением Нолинской районной Думы от 18 мая 2011 года №5/35. Согласно тексту Положения о флаге:

"2. Описание ФЛАГА
2.1. Описание ФЛАГА: «Флаг Нолинского муниципального района представляет собой прямоугольное полотнище с отношением сторон (ширины к длине) 2:3, воспроизводящее герб Нолинского муниципального района в синем, желтом, белом и красном цветах".

По сообщению Б.Вольфова со ссылкой на сайт Администрации Нолинского района

Флаг внесен в Государственный геральдический регистр РФ под № 6946.