Армизонский район образован в ноябре 1923 года в составе Ишимского округа Уральской области из Армизонской, Орловской, частей Лихановской и Ражевской волостей Ишимского уезда.
В 1934 году по постановлению ВЦИК район упразднили и его территория вошла в состав Бердюжского района. В 1935 году район образован вновь, но уже в составе Омской области. В 1943 году указом Президиума Верховного Совета СССР Армизонский район был включен в состав Курганской области, а 14 августа 1944 года - Тюменской.
В 1963 году район вторично становится жертвой территориальных экспериментов. Указом Президиума РСФСР от 1 февраля им укрупнили все тот же Бердюжский район. Окончательную самостоятельность Армизонский район обрел 12 января 1965 года.
В составе района 9 сельских поселений и 34 сельских населенных пункта
В 1917 году на территории Армизонской волости проживали 20 тысяч человек, работали три церковно-приходских школы, в которых обучалось до сотни местных ребятишек, имелись семь церквей. В 20-е годы основным занятием населения было земледелие, подсобным - животноводство. Сеяли в основном пшеницу и овес. На территории района насчитывался 31 населенный пункт, где проживали 15748 человек, из которых трудоспособными были 6848 (3110 мужчин и 3838 женщин), грамотой владели 4790 человек. Имелись 12 маслодельных заводов и кустарные промыслы - сапожный, пимокатный, портняжный, кузнечный и овчинный. Развита была сеть кооперативов (в том числе сельхозкредитный), которая полностью удовлетворяла спрос населения. К 1928 году в районе действовали 53 культурно-просветительских учреждения. В 1933 году созданы 39 колхозов и 3 совхоза.
В годы Великой Отечественной войны все хозяйства района сеяли зерновые и бобовые культуры. После войны обратили внимание на развитие животноводства. В 50-е годы в районе развились рыболовное хозяйство и садоводство. В 60-е годы стала развиваться местная промышленность. Кроме масла и кирпича, Армизон в ту пору славился черепицей и гончарными изделиями.
Сейчас площадь района составляет 310904 гектара, административный центр - с.Армизонское, в составе района 9 сельских поселений и 34 сельских населенных пункта.