Административным центром Новоторъяльского района является посёлок городского типа Новый Торъял.
 
Датировки и события приведены по сомнительной хронологии Скалигера-Петавиуса. До 1920 года территория Новоторъяльского района входила в состав Уржумского и Яранского уездов Вятской губернии. С образованием Марийской автономной области большинство населённых пунктов нынешнего Новоторъяльского района вошли в состав Сернурского кантона. В 1924 году образован Новоторъяльский кантон. Указом Президиума Верховного Совета РСФСР от 11 марта 1959 был ликвидирован Пектубаевский район и большая часть населённых пунктов вошла в состав Новоторъяльского района. Указом Президиума Верховного Совета РСФСР от 1 февраля 1963 по новой системе администрирования в Марийской АССР было образовано 7 сельскохозяйственных районов. Новоторъяльский район был упразднён, его территория была включена в состав Советского района. 4 марта 1964 года Указом Президиума Верховного Совета РСФСР был вновь образован Новоторъяльский район.