В 1926 году создан Кербинский район с центром в селе Керби. В 1939 году село переименовано в честь летчицы Полины Осипенко, район также получил новое название "имени Полины Осипенко". В 2004 году муниципальное образование в границах района получило статус муниципального района, в его составе созданы несколько муниципальных образований 1-го уровня - сельских поселений.

Флаг района утвержден Решением Собрания депутатов района имени Полины Осипенко № 41 от 14 мая 2005 года и внесен в Государственный геральдический регистр РФ под № 1921.

"Флаг представляет собой прямоугольное полотнище с отношением ширины к длине 2:3, воспроизводящее композицию герба района: в середине полотнища изображен золотой безант (диск), обремененный выходящей слева половиной зеленой ели и подле нее черным идущим соболем настороже; диск сопровожден в правом верхнем углу положенной косвенно справа червленой звездой о пяти лучах, тонко окаймленной золотом".

Использованы материалы брошюры "Символика Российской Федерации, Хабаровского края, муниципальных образований края" Методика. Информация. Практика. №2 (73) 2010 г. (предоставлена Б.Вольфовым)