История района началась в 17 веке. В 1667 г. царский графолог Годунов начертил карту Сибири, где была отмечена территория будущего Могочинского района. С тех пор в этих местах стали селиться золотодобытчики.

В конце 19 начале 20 века с предстоящим строительством Транссибирской железной дороги была предопределена необходимость строительства железнодорожных станций, разъездов и переселение населения из более обжитых и густонаселённых районов России. Так, в 1908 г. появились станции Ксеньевская, Таптугары, Сбега, в 1910 г. — Пеньковая, Амазар. Для обслуживания движения по железной дороге в 1915 г. было построено паровозное депо на Ксеньевской станции, а в 1916 г. — на станции Могоча.

В 1911—1914 гг. была построена грунтовая дорога от Могочи до Тупика для связи Приамурья и Забайкалья с районами в бассейне р. Лена. С 1949 г. уже в полную силу работала зимняя автодорога Могоча — Чара, с 1960 г. её хозяином на долгие годы стала Удоканская экспедиция . В зимнее время эта дорога действовала до крайнего Севера Читинской области.

В 1901 г. появились сведения о рудном золоте на горе Ключи. Вскоре это месторождение стало отрабатываться. В годы советской власти это месторождение исследовалось, была доказана его перспективность. В ходе геологоразведочных работ западнее Ключей было открыто Давендинское месторождение молибденовых руд, содержащих примеси золота и меди. С 1936 г. возобновилась эксплуатация Ключевского месторождения золота, а с 1941 г. началась отработка Давендинского молебденового месторождения. Это повлекло за собой строительство автодороги ст. Могоча — пос. Ключевский, пос. Давенда — ст. Кислый Ключ, а также пос. Ключевский — пос. Давенда. Важное значение имела автодорога ст. Ксеньевская — с. Горбица (на р. Шилка).

В послевоенные годы большое значение для севера Читинской области имел автозимник Могоча — Тупик — Чара. По нему до ввода в эксплуатацию БАМа сюда доставлялись грузы для геологоразведочных и поисковых работ, в том числе для разведки Удоканского месторождения меди.

В 1937 г. в Могоче началось строительство аэропорта, который сыграл впоследствии большую роль в развитии сообщений Могочинского района.

В 80-х годах 20 в. началось строительство автодороги Дальний Восток — Забайкалье. Введение этой дороги в эксплуатацию положительно отразится на хозяйственном развитии района и региона в целом.

Район образован 4 января 1926 года. 10 июля 1959 года к нему была присоединена часть территории упразднённого Усть-Карского района^[3].