В 1941-43 роках територія району входила до гебітскомісаріату Емільчине, з 1 квітня 1943 року — до Олевського ґебітуГенеральної округи Житомир та складалася з Близницівської, Вірівської, Ганнівської, Гартівської, Дмитрівської, Запрудянської, Крупошинської, Колоніє-Кривотинської, Лебедівської, Митрівської, Михайлівської, Могилівської, Мойсіївської, Невпізнаницької Другої, Полоничівської, Просіцької, Рихальської, Рогівської, Руднє-Підлубецької, Слободо-Новоспаської, Старо-Сербівської, Старо-Хмеринської, Товинської, Цицелівської та Яменецької сільських управ[3].
11 січня 1960 року ліквідовано Осівську, Руднє-Миколаївську, Королівську та Степанівську сільські ради, 23 травня 1960 року передано до Новоград-Волинського району Бронівсько-Гутянську селищну та Кленівську, Червоновольську сільські ради, 29 червня 1960 року ліквідовано Медведівську та Нараївську сільські ради. 30 грудня 1962 року до району увійшла територія розформованого Барашівського району та Кошелівська, Пулино-Гутянська, Теньківська сільські ради ліквідованого Червоноармійського району. 7 січня 1963 року Кошелівську, Пулино-Гутянську та Теньківську сільські ради передано до складу Новоград-Волинського району. 8 грудня 1966 року Зеленополянську сільську раду передано до складу відновленого Червоноармійського району, 9 грудня 1966 року Сушківську та Білківську сільські ради передано до складу Коростенського району.
29 березня 2017 року в складі району було утворено Ємільчинську селищну територіальну громаду з адміністративним центром у смт Ємільчине, внаслідок чого 14 листопада 2017 року були ліквідовані Ємільчинська селищна та Андрієвицька, Березниківська, Великоглумчанська, Великояблунецька, Кочичинська, Кривотинська, Кулішівська, Малоглумчанська, Медведівська, Мокляківська, Осівська, Підлубівська, Сербівська, Сергіївська, Середівська, Симонівська, Степанівська і Тайківська сільські ради[5].
На час ліквідації району, відповідно до Постанови Верховної Ради України від 17 липня 2020 року[6], до його складу входили селищна та сільська громади, селищна та 9 сільських рад.