Административным центром Серовского района является город Серов, в состав района не вхождящий.
 
Датировки и события приведены по сомнительной хронологии Скалигера-Петавиуса. До 1922 года существовал Надеждинский уезд (Надеждинском в то время именовался современный город Серов). В июле 1922 году постановлением президиума ВЦИК СССР Надеждинский уезд упразднён с присоединением его территории к Верхотурскому уезду. 12 ноября 1923 года постановлением ВЦИК образована Уральская область и организован Надеждинский район Тагильского округа в составе города Надеждинск, посёлков Богословск и Туринск и 8 сельских советов: Андриановский, Волчанский, Коптяковский, Масловский, Петропавловский, Самский, Титово-Семёновский, Филькинский. Центр - посёлок Сосьвинский завод. 10 июня 1931 года постановлением ВЦИК в Надеждинский район были включены Ивдельский (Всеволодоблагодатский, Екатерининский, Ивдельский, Лачинский, Митяевский) и Сосьвинский (Денисовский, Егоровский, Кошайский, Матушкинский, Романовский, Сосьвинский, Хмелевский сельсоветы) районы. 20 июня 1933 года постановлением ВЦИК Надеждинский район ликвидирован, а его территория присоединена к Надеждинскому городскому совету. 16 ноября 1938 года указом президиума верховного совета РСФСР Сосьвинский сельсовет реорганизован, населённый пункт Сосьва отнесён к категории рабочих посёлков. Входившие в состав сельсовета населённые пункты постановлением облисполкома от 20 декабря 1938 года №2529 переданы в состав Романовского сельского совета. В 1940 году указом президиума верховного совета РСФСР из пригородной зоны города Серов выделен Серовский район в составе рабочих посёлков Петропавловский, Рудничный, Сосьвинский, Турьинский, Угольный и 15 сельских советов: Андриановский, Больше-Ивонинский, Верх-Сосьвинский, Волчанский, Галкинский, Денисовский, Замарайский, Коптяковский, Кошайский, Масловский, Первомайский, Покровский, Романовский, Филькинский, Хмелевский. 11 июня 1948 года Коптяковский сельский совет передан из Серовского в Ново-Лялинский район. 13 января 1965 года указом верховного совета РСФСР об административном делении Свердловской области вновь образован Серовский район в составе 3 поселковых (Восточный, Сосьвинский, Марсятский) и 12 сельских советов. 17 декабря 1995 года состоялся местный референдум, по итогам которого было образовано муниципальное образование Серовский район. Ныне на территории Серовского района организовано 2 муниципальных образования: Серовский городской округ и Сосьвинский городской округ.