Район образован 23 июля 1928 года в составе Вольского округа Нижне-Волжского края. В его состав вошла часть территории бывшего Вольского уезда Саратовской губернии.
30 августа 1931 года Вольский район был расформирован, а Вольск получил статус города краевого подчинения, областного подчинения — при образовании Саратовской области 5 декабря 1936 года.
14 марта 1951 года Вольский район был восстановлен в Саратовской области, в него вошла территория упразднённого Широко-Буеракского района.
В 1960 году в состав района вошла территория упразднённого Черкасского района.
22 октября 1996 года посёлок Шиханы преобразован в город областного подчинения и выведен из состава района.
1 января 2005 года в границах Вольского района образовано муниципальное образование Вольский муниципальный район с административным центром в городе Вольске.
Вольский район — самый крупный по площади район Правобережья. В районе 65 населённых пунктов в составе двух городских и 13 сельских поселений.
