Усть-Илимский район образован в 1968 году, до 2024 года муниципальное образование также называлось "Усть-Илимский муниципальный район".

Флаг Усть-Илимского района утвержден решением Думы муниципального образования "Усть-Илимской район" от 27 сентября 2012 года № 23/15 и внесен в Государственный геральдический регистр РФ под №7942. Описание флага:

"Прямоугольное полотнище с отношением ширины к длине 2:3, состоящее из двух равных вертикальных полос: голубого (у древка) и зеленого цветов. В середине полотнища круг белого цвета (радиусом 1/3 ширины полотнища), внутри которого сидящий желтый с черными полосами бурундук, с хвостом, распростертым внизу, и с черным камнем в передних лапах".

Обоснование символики флага Усть-Илимского района.
Символика герба Усть-Илимского района:
- бурундук - символ уникального животного мира Усть-Илимского района, и смысловая аналогия с местным наименованием коренных жителей. "Бурундук" - сибиряк, коренной житель Среднего Приангарья. "Бурундуками" назвали местных жителей участники первых экспедиций топографов и геологов, когда они увидели деревни, существующие практически автономно от остального мира;
- камень в лапах бурундука - символизирует наличие полезных ископаемых на территории Усть-Илимского района. Это запасы каменного угля (Жеронское месторождение), магнетитовых железных руд (Нерюндинское, Капаевское, Поливское, Молдаванское и другие месторождения), цеолитов (Бадарминское);
- серебряный шар - символ Усть-Илимского водохранилища, запасы воды которого обеспечивают работу Усть-Илимской ГЭС (третьей станция на Ангаре после Иркутской и Братской ГЭС);
- цвета полотнища - отождествляются с гидроэнергетикой района (лазурь), связанной с реками Илим и Ангара, и лесными богатствами района (зелень), территория которого на 90% покрыта тайгой.
Белый цвет (серебро) - символ чистоты, открытости, божественной мудрости, примирения.
Зеленый цвет символизирует весну, здоровье, природу, молодость и надежду.
Голубой цвет (лазурь) - символ возвышенных устремлений, искренности, преданности, возрождения.
Черный цвет символизирует благоразумие, мудрость, скромность, честность.

Флаг разработан авторской группой Союза геральдистов России: Идея флага: Администрация Усть-Илимского района, геральдическая доработка: Константин Моченов (Химки), художник и компьютерный дизайн: Ольга Салова (Москва), обоснование символики: Вячеслав Мишин (Химки).

Использованы материалы сайта "Союза геральдистов России". Текст решения предоставлен В. Пермяковым

В 2024 году Усть-Илимский муниципальный район преобразован в Усть-Илимский муниципальный округ.

Решением Думы Усть-Илимского муниципального округа от 3 октября 2024 года № 2/12 существующие герб и флаг переутверждены уже для обновленного муниципального образования.

По информации В. Маркова