Верхошижемский район образован Декретом ВЦИК от 8 июня 1929 года в составе Вятского округа Нижегородского края. В него вошли территории бывших Верхошижемской и части селений Кожинской, Коршикской и Посадкой волостей Халтуринского уезда и Кумёнской волости Вятского уезда. С 1934 года район — в составе Кировского края, с 1936 года — Кировской области. 14 ноября 1959 года Верхошижемский район был упразднён, а его территория включена в Оричевский район. 30 декабря 1966 года район был восстановлен.
С 1 января 2006 года согласно Закону Кировской области от 07.12.2004 № 284-ЗО на территории района образованы 11 муниципальных образований: 1 городское и 10 сельских поселений (Верхошижемское городское поселение, Верхолиповское, Вороньевское, Зоновское, Калачиговское, Косинское, Мякишинское, Пунгинское, Среднеивкинское, Сырдинское, Угорское сельские поселения).
Законом Кировской области от 27 июля 2007 года № 151-ЗО Вороньевское и Среднеивкинское сельские поселения объединены в Среднеивкинское сельское поселение с административным центром в селе Среднеивкино.
Законом Кировской области от 30 апреля 2009 года № 369-ЗО Верхошижемское городское поселение и Верхолиповское сельское поселение объединены в Верхошижемское городское поселение с административным центром в посёлке городского типа Верхошижемье.