Территория района во втором тысячелетии до нашей эры была заселена племенами срубной и Фатьяновой культуры. Их следы обнаружены: близ деревень Кокшаново, Тигашево, Татарские Тимяши, Бахтигильдино. В восьмом - девятом веках нашей эры края были освоены болгаро–суварскими племенами, что воочию доказано раскопками Тигашевского городища, которое выполняло роль пункта западных границ Волжской Болгарии.
После распада Волжской Болгарии вследствие нашествия татаро-монгольских войск более чем 200 лет территория не была заселена.
Однако еще в первой половине шестнадцатого века люди постепенно начали возвращаться в родные места, корчевать лес, строить дома, пахать, сеять. С того времени население данной местности стало вести оседлый образ жизни. Сегодня считается доказанным то, что современные деревни Тарханское, Именево, Бахтигильдино, Янгильдино, Алманчиково, Шигали, Тигашево, Малые Арабузи, Чекурово, Тарханы, Тарханское, Туруново, Ишаки, Старое Котяково, Старое и Новое Ахпердино, Сидели, Татмыш Югелево образовались вследствие переселения людей из территорий современных Урмарского, Красноармейского, Вурнарского, Чебоксарского, Янтиковского, Канашского и бывшего Сундырьского районов. Современное Батырево основано выходцами из деревни Хомбусь-Батырево Ибресинского района и упоминается "В переписной книге ясачных татар, чуваш и мордва Симбирского уезда 1723 года".
С образованием Чувашской АССР развернулась работа по изменению сети внутреннего административного деления. В 1925-1926 годах были упразднены небольшие волости, некоторые селения передавались из одной в другую волость, из одного уезда в другой.
Проведение административной реформы приняло характер политической компании. Окончательным результатом явилось принятие Постановления Президиума Всероссийского Центрального Исполнительного Комитета "О районировании Чувашской АССР" от 5 сентября 1927 года, который предусматривал образование на территории Чувашии 17 районов, в том числе и Большебатыревского.
1 октября 1927 года прошли первые выборы Советских органов в с.Большое Батырево. Эта дата считается днем образования района. Первым председателем райисполкома 6ыл избран Муллин Александр Яковлевич.
В Большебатыревском районе было 92 селения с числом жителей более 64-х тысяч человек, в том числе 44 тысячи чуваш, 16 тысяч татар, 3600 русских и 600 мордва.
Через два года по просьбе татарской части населения бывшего Батыревского уезда, оказавшегося вследствие реформ административного деления в разных районах, президиум ЦИК Чувашской АССР постановляет образовать татарский Шихирданский район в составе 22 населенных пунктов.
25 января 1935 года постановлением Президиума ВНИК на территории части селений Большебатыревского, Алатырского и Ибресинского районов образовывается Тарханский район, с центром в с.Тарханы. 7 марта 1939 года райцентр переводится в с.Большие Арабузи и после переименования последнего становится Первомайским районом.
19 мая 1935 года Большебатыревекий район переименовывается в Батыревский.
22 февраля 1939 года Шихирданский и Батыревский районы ликвидируются и на их базе создаются Чкаловский и Комсомольский районы. Центр Чкаловского района располагается в нынешнем с.Шихирданы до 18 января 1944 года. С этой даты райцентр переводится в с.Батырево, хотя сохраняет прежнее название до 1957 года.
После 20-летнего существования Первомайский район в 1959 году упраздняется и большинство его населенных пунктов вливается в Батыревский район.
В 1962-1965 годах современные территории Шемуршинского, Яльчикского и часть территорий Комсомольского и Ибресинского районов временно входят в Батыревский район. С начала 1965 года территория района имеет сегодняшние границы.