Нюксенский район образован в 1924 году в Северо-Двинской губернии, в 1928 году переименован в «Сухонский», в 1931 году сформирован новый Нюксенский район. В 2004 году создано муниципальное образование "Нюксенский муниципальный район". Административный центр района, а затем округа - село Нюксеница.

Флаг Нюксенского района утверждён Постановлением комитета местного самоуправления Нюксенского муниципального района от 12 июля 2004 года №122 "О флаге Нюксенского муниципального района". Флаг внесен в Государственный геральдический регистр Российской Федерации под №1564.

Флаг Нюксенского муниципального района представляет собой прямоугольное полотнище с отношением ширины к длине 2:3 желтого цвета, несущее изображение фигуры герба района в упрощенной версии.

По материалам справочника "Гербы и флаги Вологодской области", Вологда, 2009 г.

В 2022 году Нюксенский муниципальный район был преобразован в Нюксенский муниципальный округ. При этом как административно-территориальная единица Нюксенский район сохранился.

Флаг муниципального округа утвержден Решением Представительного собрания Нюксенского муниципального округа от 26 октября 2022 года № 42 "Об утверждении Положения о гербе и флаге Нюксенского муниципального округа Вологодской области". Фактически для округа подтвержден существующий флаг Нюксенского района.

1.2. Флаг Нюксенского муниципального района представляет собой прямоугольное полотнище с отношением ширины к длине 2:3, желтого цвета, несущее изображение фигуры герба района в упрощенной версии:
"В золотом поле лазоревая (голубая, синяя) левая волнистая [прим.: как будто пропущено слово "перевязь"] обрамленная серебристой стерлядью головой вниз, сопровождаемая двумя зелеными веточками брусники; из верхнего конца каждой из веточек - червленые (красные) ягоды брусники (1 и 2)".
1.3. С левой стороны флаг имеет полосу для крепления древка.

Решением Представительного собрания Нюксенского муниципального округа от 11 апреля 2023 года № 39 в решение от 26.10.2022 внесены некоторые изменения, в т.ч. по другому изложено описание флага (cлово "района" заменено словом "округа"):

1.2 Флаг Нюксенского муниципального округа представляет собой прямоугольное полотнище с отношением ширины к длине 2:3, желтого цвета, несущее изображение фигуры герба округа в упрощенной версии:
"В золотом поле лазоревая (голубая, синяя) левая волнистая [прим.: как будто пропущено слово "перевязь"] обрамленная серебристой стерлядью головой вниз, сопровождаемая двумя зелеными веточками брусники; из верхнего конца каждой из веточек - червленые (красные) ягоды брусники (1 и 2)"

Документы из геральдического архива В. Маркова