Горностаевка известна с конца XVIII века.
Первоначально она входило в Каирскую волость Перекопского уезда Новороссийской губернии, а с 1802 года — в Днепровский уезд Таврической губернии.
В 1923 году в результате проведения первой реформы административно-территориального деления УССР был образован Херсонский округ, в состав которого вошёл и Горностаевский район. Новообразованный район состоял из Князе-Григоровской и Благовещенской волости.
С 1956 года Горностаевка относится к категории поселка городского типа.
В начале 1963 года согласно Указу Президиума Верховного Совета УССР от 30 декабря 1962 года состоялось дальнейшее укрупнение сельских районов во всех областях республики.
Среди ликвидированных районов Херсонской области был и Горностаевский.
Указом Президиума Верховного Совета УССР от 4 января 1965 года административное районирование вновь изменили, было проведено разукрупнение районов. Горностаевский район стал административной единицей.
В сентябре 2022 года прошёл референдум о вхождении Херсонской области в состав Российской Федерации. За пять дней — с 23 по 27 сентября — на избирательных участках проголосовали почти 77% избирателей, 87% из них сказали «да» воссоединению с Россией.
Воля народа определила историческую судьбу Херсонщины.
Горностаевский район в составе Херсонской области вошёл в состав Российской Федерации.
