Фатежский район был образован 28 июля 1928 года в составе Курского округа Центрально-Чернозёмной области из 52 сельсоветов Алисовской, Нижнереутской и Фатежской волостей Курского уезда. В его состав вошла бо́льшая часть территории упразднённого в 1924 году Фатежского уезда. В 1930 году округа были упразднены, район перешёл в непосредственное подчинение областному центру Центрально-Чернозёмной области — Воронежу. В 1934 году вошёл в состав новообразованной Курской области. В 1935 году из северной части Фатежского района был выделен Верхнелюбажский район. В том же году в Курский район был передан Шемякинский сельсовет. По состоянию на 1 апреля 1940 года в состав Фатежского района входил 21 сельсовет: Алисовский, Банинский, Большеанненковский, Большежировский, Верхнехотемльский, Глебовский, Колычевский, Кромской, Линецкий, Любимовский, Миленинский, Миролюбовский, Нижнеждановский, Нижнехалчанский, Радубежский, Русановский, Сдобниковский, Солдатский, Сухочевский, Ушаковский, Шуклинский. Во время Великой Отечественной войны, с 22 октября 1941 года по 8 февраля 1943 года, район был оккупирован немецко-фашистскими войсками. В 1954 году были объединены сельсоветы: Любимовский и Алисовский — в Любимовский, Кромской и Сдобниковский — в Кромской, Миленинский и Банинский — в Миленинский, Верхнехотемльский и Миролюбовский — в Верхнехотемльский, Солдатский Сухочевский — в Солдатский, Нижнехалчанский и Радубежский — в Нижнехалчанский. В 1962 году были объединены сельсоветы: Кромской и Колычевский — в Кромской сельсовет, Большежировский и Ушаковский — в Большежировский.
В 1963 году к Фатежскому району был присоединён Верхнелюбажский район. В состав района при этом добавились следующие сельсоветы: Басовский, Верхнелюбажский, Дмитриевский, Игинский, Молотычёвский, Нижнереутский, Троицкий, Хмелевской, Ясенецкий. В том же году Игинский сельсовет был присоединён к Ясенецкому сельсовету.
В 1964 году из Дмитриевского района в Фатежский район были переданы следующие сельсоветы: Андросовский, Большебобровский, Гремяченский, Остаповский, Старобузский и Рышковский. Однако уже в 1965 году вышеперечисленные сельсоветы, а также Троицкий сельсовет были переданы в новообразованный Железногорский район. В 1989 году были восстановлены Банинский, Игинский, Колычевский и Сотниковский сельсоветы. В декабре 1991 года в Железногорский район были переданы Басовский, Линецкий и Нижнеждановский сельсоветы.
