Nederkalix socken bröts ut ur Luleå socken redan på 1400-talet och fick sitt nuvarande namn 1644, sedan Överkalix avskilts 1637. Kalix kyrka, Sveriges nordligaste medeltidskyrka, uppfördes troligen under första hälften av 1400-talet och omnämns första gången skriftligt 1472, då ärkebiskop Jakob Ulfsson Örnfot vigde altarskåpet. Kyrkan har överlevt både brand (1595) och rysk plundring (1716 och 1808). Den 1 maj 1909 bröts Töre församling ut ur Nederkalix, vilket väsentligt minskade sockenns område.