Административным центром Вилегодского района является село Ильинско-Подомское.
 
Датировки и события приведены по сомнительной хронологии Скалигера-Петавиуса. В 1918 году в Сольвычегодском уезде образована Вилегодской волости (Пригодинское и Саминское сельские общества), которая послужила основой для будущего Вилегодского сельсовета. Вилегодский район (как административно-территориальная единица) был образован в апреле 1924 года в составе Северо-Двинской губернии. С центром в селе Ильинско-Подомское. В состав образованного района вошли бывшие волости Сольвычегодского уезда: Беляевская, Вилегодская, Ильинско-Подомская, Никольская, Павловская и Пречистенская. Название, судя по всему, район получил по реке Виледь. Также было сформировано село Вилегодск с Вилегодским сельсоветом. С 15 июля 1929 года район входит в образованный Северо-Двинский округ Северного края РСФСР. 30 июля 1930 года Северо-Двинский округ был упразднён, район перешёл в прямое подчинение Северного края. С 5 декабря 1936 года находится в Северной области. 23 сентября 1937 года в ходе разделения Северной области на Архангельскую и Вологодскую относится к последней. В 1942 году начато строительство станции Виледь при прокладке Печорской железной дороги. В ходе реформы местного самоуправления (муниципальная реформа 2004-2006 годов) на всей территории административно-территориальной единицы "Вилегодский район" было создано муниципальное образование (муниципальный район) "Вилегодский район" и в составе муниципального района 6 муниципальных образований (сельских поселений). 30 сентября 2020 года муниципальное образование (муниципальный район) "Вилегодский район" и входящие в него муниципальные образования (сельские поселения) были упразднены и преобразованы (путём объединения) в муниципальное образование (муниципальный округ) "Вилегодский муниципальный округ". При этом административно-территориальная единица "Вилегодский район" продолжает существовать. В 2026 году в районе упразднены населённые пункты: железнодорожные разъезды 1141 км, 1147 км, 1153 км.