Первое упоминание татарского поселения относится к 1646 году. После подавления Пугачёвского восстания в 1775-м Агрыз вошёл в состав Сарапульского уезда Вятской губернии. В 1914—1915 годах рядом с поселением провели железную дорогу из Казани на Урал. С момента основания станции Агрыз стал одним из самых крупных транспортных узлов региона. Агрызский район был впервые образован в 1924 году. В 1963-м его территории включили в Елабужский сельскохозяйственный район, однако через год Агрызский район был вновь восстановлен в прежних границах. На 2020 год площадь района составляет 1796,62 м².