Округот Хамелн бил основан во 1885 година во рамките на пруската покраина Хановер. Во тоа време градот Пирмонт бил дел од Кнежевството Валдек-Пирмонт. Во 1921 година, Пирмонт на референдум одлучил да го напушти Валдек-Пирмонт и да се приклучи на Прусија. Пруската администрација го ставила градот во округот Хамелн, поради што округот бил преименуван во Хамелн-Пирмонт.
Во 1923 година, Хамелн станал слободен окружен град и не бил дел од округот до 1973 година, кога повторно бил припоен. Поголеми проширувања на територијата на округот се случиле во 1974 и во 1977 година, кога градовите Бад Миндер и Хесиш Олдендорф станале дел од округот.
Округот се наоѓа во северниот дел на масивот Везерско Средногорје. Реката Везер влегува во округот од југ, тече низ Хамелн и излегува во северозападниот дел кај Ринтелн.