5 января 1921 года Постановлением ВЦИК был выделен Омутнинский уезд с центром в г. Омутнинске, в который вошли 10 волостей Глазовского уезда.

15 июля 1929 года Постановлением президиума ВЦИК образован Омутнинский район Вятского округа Нижегородского края, с 1936 г. — Кировской области.

Благодаря наличию железных руд и богатых запасов древесины еще в 18 веке возникла группа металлургических заводов. Первоначально их было 5. В 1929 году в районе создан Омутнинский ЛПХ (леспромхоз треста “Нижневятлес”).

В 1929 году начато строительство железной дороги “Яр — Фосфоритная”, в июне 1931 г. прошел первый поезд в г. Омутнинск.

В сентябре 1937 года построена узкоколейная железная дорога, которая связала два завода: Омутнинский металлургический и Чернохолуницкий металлургический.

В 1963 году Омутнинский район стал именоваться сельским районом, в его состав вошел и упраздненный Кайский район.

В 1965 году Омутнинский сельский район был реорганизован и созданы два района.

Развитие микробиологической промышленности в Кировской области ведет отсчет с 12 декабря 1958 года. Именно тогда вынесено решение о строительстве Омутнинского химического завода. А 27 декабря 1968 года государственная комиссия приняла его в эксплуатацию.

Основная специализация района — промышленная.

Главные отрасли: металлургическая, микробиологическая, заготовка и переработка леса. На территории района расположены 2 предприятия, имеющие особое социально-экономическое значение для Кировской области: ЗАО «Омутнинский металлургический завод» и ОАО « Песковский литейный завод».

Омутнинский район является самым крупным из районов Кировской по численности проживающего на его территории населения, одним из крупнейших районов по занимаемой территории. Население в основном проживает в городах и поселках городского типа. Жителями сельской местности являются 8,8 из 49 тыс. чел. По национальному составу русские составляют 91,1 процента от общей численности населения.