Татарбунарский район был образован 11 ноября 1940 года после перехода Бессарабии в состав СССР как один из 13 районов новообразованной Аккерманской области. До 15 февраля 1954 года, когда 13 районов Измаильской области были переданы Одесской, район входил в состав Измаильской области. Нынешний вид Татарбунарский район приобрел в 1964, после того как ему были переданы земли упраздненного в 1959 году Тузловского района.