Келесский район был образован 17 января 1928 года из территорий Багарной и части Акжарской волостей Ташказахского уезда Сыр-Дарьинского округа Казакской АССР.
10 марта 1932 года в составе АССР была образована Южно-Казахстанская область, и район вошёл в её состав. С 1936 по 1991 год область входила в состав Казахской ССР.
Указом Президиума Верховного Совета Казахской ССР от 2 января 1963 года Келесский район был упразднён, а территория передана в Сары-Агачский район.
Указом Президиума Верховного Совета Казахской ССР от 13 января 1969 года Келесский район был образован вновь.
Указом Президиума Верховного Совета Казахской ССР от 9 июля 1988 года Келесский район повторно передан в состав Сарыагачского района.
Указом Президиума Верховного Совета Казахской ССР от 13 октября 1989 года Келесский район образован третий раз, центр района располагался в селе Абай.