Сямженский район был образован по Постановлению Президиума ВЦИК от 15 июля 1929 года в составе Вологодского округа Северного края с центром в дер. Дьяконовская.
Постановлением Президиума ВЦИК от 23 июля 1930 г. Вологодский округ был ликвидирован, и район вошел непосредственно в Северный край. Постановлениями ЦИК и ВЦИК от 5 и 20 декабря 1936 года край тоже ликвидирован, район вошел в Северную область, с образованием по Постановлению ЦИК СССР от 23 сентября 1937 года Вологодской области, входит в ее состав.
Центр района по Указу Президиума Верховного Совета РСФСР от 22 октября 1953 года из дер. Дьяконовской был перенесен в с. Сямжу. Район был создан на территории Сямженской и части Маныловской волостей бывшего Кадниковского уезда и Куракинской волости бывшего Тотемского уезда Вологодской губернии.
На момент организации в его состав вошли 15 сельских Советов: Бельтяевский, Бурцевский Васильевский Двиницкий, Доровской, Житьевский, Коростелевский, Куракинский, Никольский, Пигилинский, Ратинский, Режский, Середневский, Сидоровский и Спасский. Распоряжением Вологодского окружного исполнительного комитета (ОИК) от 27 февраля 1930 года Бурцевский, Никольский и Середневский сельсоветы упразднены. Постановлением Президиума ВЦИК от 30 июля 1931 года Сямженский район был ликвидирован. Двиницкий Куракинский и Режский сельсоветы перечислены в состав Тотемского района; Бельтяевский, Васильевский, Доровской, Житьевский, Коростелевский, Пигилинский, Ратинский, Сидоровский и Спасский сельсоветы вошли в состав Харовского района.
По Постановлению Президиума ВЦИК от 25 января 1935 года район восстановлен в составе 12 вышеперечисленных сельсоветов, а также к нему отошли Жиховский сельсовет Тотемского района и Вальгский, Любовицкий, Устьрецкий сельсоветы Харовского района.
Постановлением Президиума ВЦИК от 5 июля 1937 года Куракинский сельсовет был переименован в Коробицынский.
Территория района с 1937 года по 1954 год состояла из 16 сельсоветов: Бельтяевского, Вальгского, Васильевского, Двиницкого, Доровского, Житьевского, Жиховского, Коробицынского, Коростелевского, Любовицкого, Пигилинского, Ратинского, Режского, Сидоровского, Спасского и Устьрецкого.
Указом Президиума Верховного Совета РСФСР от 18 июня 195 4 года произведено укрупнение сельсоветов:
Вальгский и Васильевский объединились в Раменский сельсовет;
Двиницкий и Жиховский – в Двиницкий сельсовет;
Пигилинский и Ратинский – в Ратинский сельсовет.
Решением Вологодского облисполкома от 1959 года Доровской, Житьевский и Спасский сельсоветы образовали Житьевский сельсовет; Коробицынский, Коростелевский и Сидоровский – Коробицынский сельсовет; Любовицкий и Устьрецкий сельсоветы объединены в Устьрецкий.
Решением облисполкома от 11 февраля 1960 года Ратинский сельсовет был ликвидирован.
Указом Президиума Верховного Совета РСФСР от 13 декабря 1962 года район вновь упразднен.
Решением облисполкома от 13 декабря 1962 года Бельтяевский, Двиницкий, Житьевский, Коробицынский, Раменский, Режский и Устьрецкий сельсоветы были перечислены в состав Харовского района. Указом Президиума Верховного Совета РСФСР от 3 ноября 1965 года район вновь восстановлен.
Согласно решению облисполкома от 6 ноября 1965 года его образовали Двиницкий, Житьевский, Коробицынский, Раменский, Режский, Сямженский и Устьрецкий сельсоветы, перечисленные из Харовского района. Решением облисполкома от 28 октября 1971 года Житьевский сельсовет был разукрупнен на Житьевский и Филинский сельсоветы; Коробицынский – на Коробицынский и Голузинский сельсоветы.
Решением облисполкома от 24 сентября 1984 года был образован Ногинский сельский Совет за счет разукрупнения Устьрецкого и Сямженского сельсоветов.
Таким образом, на 1 января 1990 года территория района была разделена на 10 сельских Советов: Двиницкий, Житьевский, Коробицынский, Ногинский, Режский, Раменский, Голузинский, Устьрецкий, Сямженский и Филинский.