Административным центром муниципального образования "Серпуховский муниципальный район" являлся город Серпухов, в состав района не входивший.
 
Гербы и эмблемы имеют также входившие в состав района административно и распологавшиеся в нём территориально следующие муниципальные образования, населённые пункты и др.: сп. Васильевское, сп. Данковское, сп. Дашковское, сп. Калиновское, сп. Липицкое, гп. Оболенск, гп. Пролетарский, г. Протвино, г. Пущино-на-Оке.
 
Датировки и события приведены по сомнительной хронологии Скалигера-Петавиуса. По указу Екатерины II в 1781 году среди 14 уездов, составлявших вновь учрежденную Московскую губернию, был и Серпуховский. При территориально-административной реформе 1923-1929 годов во вновь учреждённых границах Московской области был образован Серпуховский промышленный округ, в составе которого была образована административно-территориальная единица "Серпуховский район". В состав района вошли город Серпухов, рабочий посёлок Пролетарский и сельсоветы: из Серпуховского уезда Московской губернии: из Липицкой волости: Балковский, Больше-Городнянский, Больше-Грызловский, Волоховский, Коргашинский, Липицкий, Лукьяновский, Михайловский, Прончищевский, Пущинский, Селинский, Трухачевский, Шипиловский, Якшинский; из Пригородной волости: Арнеевский, Бегичевский, Бутурлинский, Васильевский, Велемский, Верхне-Шахловский, Гавшинский, Глазовский, Глубоковский, Дашковский, Дракинский, Злобинский, Ивановский, Игнатьевский, Калиновский, Каменский, Клейменовский, Лужковский, Московочный, Нефедовский, Палиховский, Петровский, Петрухинский, Рай-Семеновский, Рыжиковский, Съяновский, Шатовский, Ящеровский; из Стремиловской волости: Скребуховский; из Туровской волости: Енинский, Игумновский, Никифоровский, Соймоновский, Туровский; из Высокинической волости Малоярославецкого уезда Калужской губернии: Калугинский; из Тарусского района Тульской губернии: Подмокловский. 20 мая 1930 года из Иваньковского района в Серпуховский был передан Жерновский с/с. 20 августа город Серпухов был выведен из состава района и подчинён непосредственно областным властям. В административное подчинение Серпухову были переданы Бутурлинский, Дашковский, Дракинский, Ивановский, Калиновский, Каменский, Лукьяновский, Нефедовский и Палиховский с/с. Однако уже 16 мая 1931 года это решение был отменено. 17 июля 1939 года были упразднены Велемский, Верхне-Шахловский, Дашковский, Жерновский, Игумновский, Михайловский, Никифоровский, Петрухинский, Съяновский, Трухачевский и Якшинский с/с. 14 сентября 1939 года город Серпухов отнесён к категории городов областного подчинения (указ президиума верховного совета РСФСР). 15 февраля 1952 года были упразднены Злобинский и Московочный с/с. Шипиловский с/с был переименован в Якшинский. 14 июня 1954 года были упразднены Бегичевский, Больше-Городнянский, Больше-Грылзловский, Волоховский, Гавшинский, Дракинский, Енинский, Ивановский, Игнатьевский, Калугинский, Каменский, Клейменовский, Лужковский, Палиховский, Петровский, Подмокловский, Прончищевский, Пущинский, Рай-Семеновский, Рыжиковский, Селинский, Скребуховский, Соймоновский, Шатовский, Якшинский и Ящеровский с/с. Образован Съяновский с/с. 5 июня 1959 года из упразднённого Чеховского района в Серпуховский были переданы город Чехов, рабочий посёлок Венюковский и сельсоветы Булычевский, Кудаевский, Кулаковский, Мелиховский, Новоселковский, Плешкинский, Стремиловский, Ходаевский, Чепелевский и Шараповский. 12 декабря был упразднён Плешкинский с/с, а Мелиховский с/с переименован в Баранцевский. 20 августа 1960 года был упразднён Глубоковский с/с. 1 февраля 1963 года Серпуховский район был упразднён (город Чехов, рабочие посёлки Венюковский и Пролетарский, переданы в подчинение Серпухову, территории его сельсоветов вошли в состав Ленинского укрупнённого сельского района), но уже 13 января 1965 года восстановлен. В восстановленный район вошли рабочие посёлки Пролетарский и Пущино, сельсоветы Арнеевский, Балковский, Бутурлинский, Васильевский, Глазовский, Калиновский, Коргашинский, Липицкий, Лукьяновский, Нефёдовский, Съяновский и Туровский. 27 апреля 1963 года был образован рабочий посёлок Пущино, который передан в подчинение Серпухову. 22 января 1965 года был образован рабочий посёлок Протвино. Решением Мособлисполкома от 28 марта 1966 года и указом президиума верховного совета от 23 августа 1966 года рабочий посёлок Пущино был преобразован в город. 12 марта 1975 года город Пущино получил статус города областного подчинения. 6 марта был упразднён Коргашинский с/с. Решением Мособлисполкома от 14 сентября 1989 года и указом президиума верховного совета РСФСР от 15 ноября 1989 года рабочий посёлок Протвино был преобразован в город областного подчинения. 15 августа 1990 года был образован рабочий посёлок Оболенск. 3 марта 1993 года Съяновский с/с был переименован в Райсемёновский. 3 февраля 1994 года сельсоветы были преобразованы в сельские округа. В ходе муниципальной реформы 2004-2006 годов (реформа местного самоуправления) на всей территории административно-территориальной единицы "Серпуховский район" было создано муниципальное образование "Серпуховский муниципальный район" и муниципальные образования (городские и сельские поселения) в ео составе. 30 декабря 2018 года муниципальное образование "Серпуховский муниципальный район" было упразднено, как и все входившие в него городские и сельские поселения, и объединено с муниципальным образованием "городской округ Серпухов" в единое муниципальное образование "городской округ Серпухов". 7 апреля 2019 года вместо административно-территориальной единицы Московской области "Серпуховский район" была образована административно-территориальная единица "город областного подчинения Серпухов с административной территорией".