Powiat zangezurski powstał 25 lutego 1868 z mocy ukazu carskiego z 9 grudnia 1867 tworzącego gubernię jelizawietpolską. W skład nowo utworzonego powiatu weszły ziemie istniejących wcześniej powiatu ordubadzkiego guberni erywańskiej i powiatu szuszyńskiego guberni bakijskiej. Ziemie te należały do Rosji od traktatów w Giulistanie z 1813 i w Turkmanczaj z 1829, kończących wojny rosyjsko-perskie. Wcześniej tereny te wchodziły w skład chanatu szuszyńskiego (karabaskiego) podległego Persji.
Po upadku Cesarstwa Rosyjskiego tereny powiatu zangezurskiego stały się przedmiotem sporów i walk między Armenią i Azerbejdżanem. W wyniku tych wojen, po zagarnięciu Zakaukazia przez władzę bolszewicką, mocą układów między sowieckim Azerbejdżanem a Armenią w 1920 powiat zangezurski został podzielony między te republiki.
Zachodnia część powiatu zangezurskiego weszła w skład Armenii pod dotychczasową nazwą. Powiat zangezurski istniał dalej w ramach niepodległej Demokratycznej Republiki Armenii, a następnie Armeńskiej SRR.