Территория, которую в настоящее время занимает Клявлинский район, известна с 10 века. Она была освоена Камскими булгарами, пришедшими из приазовских степей и основавших на реке Волге государство под названием Волжская Булгария.

В начале 13 в. Волжская Булгария была захвачена татаро-монголами. Впоследствии территория Клявлинского района входила в состав Казанского ханства.

Примерно к концу 17 века появляется деревня Клявлино. Название села, по преданию, происходит от имени первого поселенца Клевле Чюрекеева (Василия Иванова в крещении). Часть территории, которую занимает сейчас Клявлинский район, башкирское население использовало, в то время как свои пастбища и охотничьи угодья.

В 1708 году в России были учреждены губернии. Наряду с другими была образована и Казанская губерния. Внутри неё  находилось несколько уездов, в том числе и Бугульминский,  состав которого вошла деревня Клявлино.

В 1851 году была образована Самарская губерния, в состав которой входило 7 уездов, в том числе Бугульминский с деревней Клявлино. Здесь же находились и другие деревни, вошедшие впоследствии в состав будущего Клявлинского района.

В 19 веке произошли значительные политические перемены, которые укрепили поместных дворян в их стремлении основать свою независимость на доходах от собственного хозяйства. В эти годы в нашем Черноземном крае обосновались крупные землевладельцы - Шелашниковы, Дурасовы, Лермонтовы, Дубенский, Арсеньева.

В 1885 году произошло разделение  уездов на волости. В Бугульминском уезде, в центре нынешнего Клявлинского района, была образована Елизаветинская волость. Волостной центр располагался в Клявлино. В 1919 году Елизаветинская волость была переименована в Клявлинскую.

В 1928 году Самарская губерния была ликвидирована и образована Средне - Волжская область в составе 4-х губерний. В это время Средне-Волжская область была поделена на 9 округов, в том числе и Бугурусланский, в составе которого был сформирован Клявлинский район с административным центром в селе Клявлино.

В 1930 году районный центр Клявлинского района был перенесен на ж\д станцию Клявлино, где сформировался пристанционный поселок.

В 1962 году были созданы территориальные производственные управления. Клявлинский район остался в прежних границах, но подчинялся уже другому административному органу, находившемуся в Сергиевске.

В 1963 году Клявлинский район был ликвидирован и вошел в состав Шенталинского. В 1965 году Клявлинский район был вновь восстановлен, но уже в новых границах; в него полностью вошел Камышлинский район, 3 колхоза Исаклинского района, ж\д станция Дымка Северного района Оренбургской области и ж\д станция Шелашниково Шенталинского района.