Нелидово было образовано 24 сентября 1901 года. Тогда на железной дороге Москва — Виндава (Москва — Рига) открылась станция, которая была названа в честь местного помещика Сергея Владимировича Нелидова. Практически сразу она превратилась в центр оживленного грузооборота. На бойком месте Торопецкого большака (перекресток улиц Первомайской и Вокзальной) местные купцы Меньшутин, Лобанев, Михайловский и Кожухов открыли свои лабазы, лавки, чайные. А лесопромышленники Жегунов и Резников получили возможность регулярно вывозить лес и дрова.
Поначалу территория района входила в состав Бельского уезда Смоленской губернии. Затем после образования Западной области Нелидово вошло в ее состав. А в 1935 году Нелидовский район стал частью Калининской области.
В первую советскую пятилетку в Нелидове активно развивалась лесообрабатывающая промышленность, и к началу Великой Отечественной войны в районе действовали два лесопильных и один фанерный заводы, а также первые шахты и мелкие предприятия. У района были огромные перспективы для развития, но война внесла свои коррективы. В октябре 1941 года Нелидово был оккупирован немецко-фашистскими захватчиками, и за 110 дней оккупации райцентр был разрушен до основания. После войны перед районом стояла нелегкая задача по восстановлению разрушенных сел, заводов, фабрик, а стране был необходим уголь. Тогда-то со всех концов Советского Союза в Нелидово потянулись вчерашние фронтовики. Одна за одной здесь вырастали копты шахт, пошел первый уголь. Шахтеры-стахановцы трудились на пределе физических сил, но в то время по- другому быть и не могло — страна должна была как можно быстрее встать на ноги. В период с 1948 по 1996 годы на нелидовских шахтах было добыто более 20 миллионов угля. На этом и закончилась судьбоносная горняцкая веха в истории Нелидова — угледобыча из-за ее нерентабельности прекратилась.
Параллельно с развитием угольной промышленности в 70-80-е годы ХХ века в Нелидове начали создаваться новые машиностроительные, металлообрабатывающие, химические предприятия, большинство из которых работает на территории района и по сей день. Именно благодаря им Нелидовский район входит сегодня в число первых экономически развитых районов Тверской области. Предприятия и заводы Нелидова — это гордость тверского края. Градообразующее предприятие ОАО «Нелидовский ДОК» остается самым крупным на юго-западе региона. ОАО «Тверьпластик», завод станочных нормалей, ЗАО «Нелидовские гидропрессы» и целый ряд других, несмотря на трудности сегодняшнего времени, продолжают стабильно работать и производить продукцию, востребованную не только на российском рынке, но и за его пределами.
