25 декабря 1962 года Атакский район был ликвидирован, его территория, равно как территории Окницкого и Липканского районов, вошла в состав Единецкого района. Однако уже через несколько дней, 2 января 1963 года, территории бывших Атакского и Окницкого районов были выделены в Дондюшанский район с центром в пгт Дондюшаны.

20 ноября 1975 года был восстановлен Окницкий район, таким образом, территория Дондюшанского района практически соответствует изначальному Атакскому району.

С 1999 года по 2002 год, в рамках проводимой административной реформы, район являлся частью Единецкого уезда. После упразднения уездного деления, район вновь стал самостоятельной административной единицей.