2 вересня 1930 року було скасовано поділ УРСР на округи, через що, від 15 вересня 1930 року, Дзержинський район, як і решта окремих адміністративних одиниць, перейшов у безпосереднє підпорядкування до республіканського центру. 9 лютого 1932 року район увійшов до складу новоствореної Вінницької області. Внаслідок Голодомору 1932—1933 за даними різних джерел, у районі загинуло 572 чол., імена яких на сьогодні встановлено. 22 вересня 1937 року було утворено Житомирську область з Дзержинським районом у складі.