Административным центром Каргопольского муниципального округа является город Каргополь.
 
Гербы и эмблемы имеют также входящие в состав района административно и расположенные в нём территориально следующие муниципальные образования, населённые пункты и др.: д. Калитинка.
 
Датировки и события приведены по сомнительной хронологии Скалигера-Петавиуса. В 1727 году Каргопольский дистрикт стал уездом в Белозерской провинции Новгородской губернии, а в 1773 году уезд вошёл в Олонецкую провинцию. 24 августа (4 сентября) 1776 года Каргопольский уезд вошёл в состав Олонецкой области Новгородского наместничества (с 1781 года - в Санкт-Петербургской губернии). В 1784 году Олонецкая область выделена из состава Санкт-Петербургской губернии и преобразована в самостоятельное наместничество. В 1796 году Олонецкая наместничество было упразднено. В 1799 году Каргопольский уезд был передан в Новгородскую губернию. В 1801 году была создана Олонецкая губерния в границах наместничества на декабрь 1796 года, куда вошёл Каргопольский уезд. 30 апреля 1919 года Каргопольский уезд был передан из Олонецкой губернии в Вологодскую губернию. Декретом ВЦИК от 18 сентября 1922 года Олонецкая губерния была упразднена и разделена, при этом Тихманьгская, Ухотская и Шильдская волости Вытегорского уезда, вошедшего в состав Петроградской губернии, были перечислены в Каргопольский уезд Вологодской губернии. Каргопольский район (как административно-территориальная единица) образован 15 июля 1929 года в составе Няндомского округа Северного края РСФСР. В состав района первоначально входили 26 сельсоветов: Боросвидский, Долгозерский, Калитинский, Лекшмоборовский, Лекшмозерский, Лихошальский, Ловзаньгский, Лодыгинский, Лядинский, Надпорожский, Нокольский, Ольховский, Орловский, Павловский, Паловский, Печниковский, Поздышевский, Полуборский, Ряговский, Тихманьгский, Труфановский, Усачёвский, Ухотский, Хотеновский, Шильдский и Ягремский. В 1954 году Надпорожский и Ольховский сельсоветы были объединены в Надпорожский, Долгозерский, Лекшмозерский, Орловский и Труфановский сельсоветы - в Лекшмозерский, Лихошальский и Тихманьгский сельсоветы - в Тихманьгский, Поздышевский и Полуборский сельсоветы - в Поздышевский, Ловзаньгский и Печниковский сельсоветы - в Печниковский, Паловский и Ухотский сельсоветы - в Ухотский. Указом президиума верховного совета РСФСР от 12 декабря 1955 в состав Каргопольского района были переданы Кречетовский и Чепецкий сельсоветы Чарозерского района Вологодской области. Решением облисполкома от 15 июля 1957 часть территории Боросвидского сельсовета Каргопольского района была передана в состав Ковжинского сельсовета Коношского района. В 1958 году Лядинский сельсовет был присоединён к Печниковскому сельсовету. Решением облисполкома от 19 января 1963 года был упразднён Чепецкий сельсовета с включением его территории в состав Кречетовского сельсовета. В 1963 году был образован Каргопольский сельский район с центром в городе Каргополь, в состав которого вошли Боросвидский, Калитинский, Кречетовский, Лекшмоборовский, Лекшмозерский, Лодыгинский, Надпорожский, Нокольский, Павловский, Печниковский, Поздышевский, Ряговский, Тихманьгский, Усёчевский, Ухотский, Хотеновский, Шильдский, Ягремский сельсоветы Каргопольского района и Архангельский, Кенозерский, Кенорецкий, Конёвский, Ошевенский, Почезерский, Троицкий сельсоветы Приозёрного района. Указом президиума верховного совета РСФСР от 12 января 1965 года и решением Архангельского облисполкома от 18 января 1965 года Плесецкий сельский район и Каргопольский сельский район были упразднены, при этом Кенозерский, Кенорецкий, Конёвский и Почезерский сельские советы были переданы в состав вновь образованного Плесецкого района. В состав восстановленного Каргопольского района вошёл 21 сельсовет: Архангельский, Боросвидский, Калитинский, Кречетовский, Лекшмоборовский, Лекшмозерский, Лодыгинский, Надпорожский, Нокольский, Ошевенский, Павловский, Печниковский, Поздышевский, Ряговский, Тихманьгский, Троицкий, Усачёвский, Ухотский, Хотеновский, Шильдский и Ягремский. В 1965 году Боросвидский и Кречетовский сельсоветы были объединены в Боросвидский сельсовет. В 1966 году Кречетовский и Шильдский сельсоветы были объединены в Кречетовский сельсовет, а Лодыгинский и Ряговский сельсоветы - в Лодыгинский сельсовет. В 1967 году Надпорожский и Павловский сельсоветы были объединены в Павловский сельсовет, а Лекшмоборовский и Ягремский - в Лекшмоборовский сельсовет. В 1971 году Лекшмоборовский и Тихманьгский сельсоветы были объединены в Тихманьгский сельсовет. В 1975 году Калитинский и Нокольский сельсоветы были объединены в Калитинский сельсовет, а также упразднён Поздышевский сельсовет с включением его территории в состав Ошевенского и Печниковского сельсоветов. В 1977 году был упразднён Троицкий сельсовет с включением его территории в состав Приозёрного сельсовета, переименованного из Архангельского. В ходе реформы местного самоуправления (муниципальная реформа 2004-2006 годов) на всей территории административно-территориальной единицы "Каргопольский район" в соответствии с законом №258-внеоч.-ОЗ «О статусе и границах территорий муниципальных образований в Архангельской области» от 23 сентября 2004 года было создано муниципальное образование (муниципальный район) "Каргопольский район" и в составе муниципального района 22 муниципальных образования (1 городское и 5 сельских поселений). Помимо населённых пунктов Каргопольского района в муниципальный район вошёл нежилой посёлок Совза Коношского района. Законом от 29 мая 2020 года №268-17-ОЗ с 1 июня 2020 года муниципальное образование (муниципальный район) "Каргопольский район" и входящие в него муниципальные образования (городское и сельские поселения) были упразднены и преобразованы (путём объединения) в муниципальное образование (муниципальный округ) "Каргопольский муниципальный округ". При этом административно-территориальная единица "Каргопольский район" продолжает существовать.