В 1937 году на территории пригородной зоны Одесского горсовета был восстановлен Одесский район в составе Одесской области.
По состоянию на 1 октября 1938 года Одесский район состоял из 24 сельских советов.
На 1 сентября 1946 года Одесский район включал в себя 18 сельсоветов:
Августовский, Бурлачья-Балковский, Великобалковский, Велико-Долинский,
Гниляковский, Григорьевский, Дальницкий, Ильинский, Красносельский,
Крыжановский, Кубанский (19.11.1960 объединен с Красносельским),
Мариновский, Нерубайский, Новодофинивский, Прилиманский, Протопоповский,
Сухолиманский, Холодно-Балковский.
Район был ликвидирован в 1962 году.