Лет четыреста назад там, где сейчас расположен Большесосновский район, шумел непроходимый хвойный лес, по которому бродили туземцы-охотники. В этот дикий, лесной и неприветливый край стали проникать русские поселенцы. В основном это были крепостные крестьяне, устремившиеся в поисках убежища от притеснений помещиков, а также приверженцы старой веры, селившиеся здесь после религиозного раскола.

По преданию одних, Соснова свое название получила по имени речки Сосновки, которая брала начало из-под старой громадной сосны, других — поселок Соснова назван по сосновому бору, когда-то шумевшему на левом берегу реки Сосновки.

Постепенно большинство поселенцев становились крепостными купца-промышленника Строганова и несли все повинности крепостной системы. Для охраны своих промыслов Строгановы вынуждены были строить крепости, а в окрестностях ставить сторожки (караульные пункты). Так появился в 1580 году Сосновский острожек.

В XVIII веке на месте Сосновского острожка появилось село, слившееся из поселков Курмыш, Подгорица, Околоток, Подкукуй, с названием Большая Соснова.

В XVIII веке через Большую Соснову прошел Сибирский тракт, и село стало пересыльным пунктом в Сибирь. Через пересыльную тюрьму в 1826-1827 годах прошли декабристы, в 1849 году — петрашевцы, в числе которых был Ф.М. Достоевский, в 1864 году — Н.Г. Чернышевский, а в 1864-1865 годах — польские повстанцы.

В 1876 году предпринял поездку через Большую Соснову известный немецкий ученый-зоолог Альфред Брем.

По Сибирскому тракту проезжали и «высочайшие особы». Так, в 1624 году проезжал император Александр I. В честь этого события в центре с. Большая Соснова построена часовня. В 1837 году по тракту через Большую Соснову проезжал великий князь Александр Николаевич (впоследствии — император Александр II).

Памятниками истории и культуры с. Большая Соснова являются церковь Василия (Васильевская церковь), построенная в стиле классицизма в 1834 году, дом купца Лобашева (начало XX в.), дом купца Лимонова (начало XX в.), усадьба Лисиных (конец XIX — начало XX в.). Село Черновское украшает дом купца Горохова (началоХХ в.).

В 1919 году в Большой Соснове размещался штаб 30 дивизии под командованием К. К. Блюхера.

В годы Великой Отечественной войны защищать отечество ушли из района 6413 человек, вернулось 1619, погибло 3527 защитников, пропали без вести 516 человек.

Восемь Героев Советского Союза взрастила Большесосновская земля, а уроженец с. Полозово генерал-полковник М. П. Одинцов этого высокого звания удостоен дважды. Во время юбилейного парада 9 мая 1995 года на Красной площади в Москве ему было предоставлено право пронести знамя, водруженное на куполе Рейхстага в Берлине в 1945 году.

Большесосновский район был образован в 1924 году, в 1963 году упразднен, одна часть территории отошла к Очерскому району, вторая часть к Частинскому. В 1969 году Большесосновский район образован вновь.