Указом Президиума Верховного Совета СССР от 6 января 1954 года из Ростовской области была выделена Каменская область (с центром в г. Каменск-Шахтинский). Территория Мальчевского района вошла в состав Каменской области.
2 ноября 1956 года к Мальчевскому району была присоединена территория упразднённого Волошинского района[3].
В соответствии с Указом Президиума Верховного Совета РСФСР от 19 ноября 1957 года Каменская область была упразднена. Мальчевский район был возвращён в состав Ростовской области.
12 января 1965 года Мальчевский район был упразднён. Его территория вошла в Миллеровский район Ростовской области.