Образован 4 января 1926 года. Административный центр – г. Петровск-Забайкальский. С 2019 года в Петровск-Забайкальском районе 28 населённых пунктов в составе 1 городского и 12 сельских поселений.

Район расположен на юго-западе Забайкальского края. Район горный — с хребтами Цаган-Дабан, отрогами хребта Цаган-Хуртэй, Яблоновым, Заганским, Малханским хребтами.

На территории района три осваиваемых месторождения твёрдых полезных ископаемых:

- каменного угля (Олонь-Шибирское месторождение – в 20 км к северо-западу от г.Петровска-Забайкальского);

- бурого угля (Тарбагатайское месторождение – вблизи п.Новопавловка и п.Тарбагатай);

- вольфрама (Бом-Горхонское месторождение – в 10 км севернее п.Новопавловка).

Промышленность представлена заготовкой древесины и деревообработкой, добычей вольфрама. Имеются предприятия машиностроения, строительной индустрии, лёгкой и пищевой промышленности. Из отраслей сельского хозяйства развивается преимущественно молочно-мясное животноводство.