Посёлок Лысые Горы основан в 1740 году как небольшая сторожа, казаками переехавшими из укрепления Лысые Горы что около Тамбова на новое место. Хотя эти местности обитаемы казаками с более ранних времен (на реке Баланда уже был казачий Баландинский юрт, что фиксируют документы конца XVI века). С середины XIX века село Лысые Горы становится центром одноименной волости Аткарского уезда Саратовской губернии. Посёлок Лысые Горы расположен в 78 км к западу от Саратова, на берегу реки Медведица.
Последним владельцем Лысых Гор был помещик Петр Федорович Бартеньев, который в конце второй половины XIX века построил паровую мельницу, производительностью около 3-х тысяч пудов. Кстати, до начала правления власти Советов, население Лысых Гор занималось в большинстве своем сельским хозяйством. Из промышленных объектов, кроме двух больших мельниц в селах Лысые Горы и Урицкое ничего не имелось.
Через посёлок Лысые Горы протекает река Медведица. В начале XIX века она была судоходной, и на ней имелась даже пристань. По реке на баржах сплавлялся хлеб.
В 1892 году было образовано акционерное общество Рязано-Уральской железной дороги, силами которого к 1908 году было закончено строительство железной дороги Аткарск-Лысые Горы - Баланда (ныне Калининск), Через реку Медведица был возведен мост.
Лысогорский район образован 23 июля 1928 года в составе Саратовского округа Нижне-Волжского края. В него вошла территория бывшей Лысогорской волости Аткарского уезда Саратовской губернии.
С 1934 года район в составе Саратовского края, с 1936 года — в Саратовской области.
30 сентября 1958 года к Лысогорскому району была присоединена часть территории упразднённого Дурасовского района.
19 мая 1960 года в состав района включена часть территории упразднённого Широко-Карамышского района.
В 1963 году район был упразднён и в 1965 году восстановлен.
