Ağstafa rayonu 24 yanvar 1939-cu ildə Azərbaycan Respublikasının inzibati rayonlarından biri kimi yaradılmışdır, 4 dekabr 1959-cu ildə Qazax rayonunun tərkibinə daxil edilmiş, 14 aprel 1990-cı ildən isə      Azərbaycan SSR Nazirlər Sovetinin qərarı ilə Qazax rayonundan ayrılaraq yenidən inzibati rayona çevrilmişdir.               

   Ağstafa rayonu Azərbaycan Respublikasının şimal-qərb hissəsində, Gəncə-Qazax iqtisadi rayonunda,  Böyük və Kiçik Qafqaz sıra dağlarının arasında, Gəncə-Qazax maili düzənliyində yerləşir. Əlverişli təbii-coğrafi mövqedə yerləşən rayon təkcə Azərbaycanda deyil, bütövlükdə Cənubi Qafqazda ən qədim insan məskənlərindən biridir.

   Rayon ərazisinin 3510 hektar sahəsini meşəliklər örtür. Bunun da əsas hissəsi Tuqay meşələridir. 3510 hektar sahəni əhatə edən Qarayazı Dövlət qoruğunda adı "Qırmızı kitab"a düşmüş bir sıra bitki və quşlar qorunur.

   Rayon ərazisində çoxsaylı arxeoloji və tarixi abidələr var. Onların arasında Aşağı Kəsəmən kəndindəki Töyrətəpə adlı, tunc dövrünə aid insan məskəni və Dağ Kəsəmən kəndində tunc dövrünün sonu – dəmir dövrünün əvvəlinə aid Çobandaşlı adlı məskən dünya əhəmiyyətli abidələr sırasına daxil edilmişdir.