武汉地区考古发现的历史可以上溯到距今6000年的新石器时代,其考古发现有东湖放鹰台遗址的含有稻壳的红烧土、石斧、石锛以及鱼叉。市郊黄陂境内的张西湾古城遗址为4300年前古人类生活的重要遗存。盘龙城遗址是距今约3500年前的商朝方国宫城。春秋战国时期,武汉属楚国管辖。

武汉地方建制始于西汉,为江夏郡沙羡县地。东汉末年,在今汉阳先后兴建却月城和鲁山城,在今武昌蛇山兴建夏口城。时荆州牧刘表派黄祖为江夏太守,将郡治设在位于今汉阳龟山的“却月城”中。“却月城”遂成为武汉市区内已知的最早城堡。公元223年(吴黄武二年),东吴孙权在武昌蛇山修筑夏口城,同时在城内的黄鹄矶上修筑瞭望塔,取名黄鹤楼。南朝时,夏口扩建为郢州,成为郢州的治所。

隋置江夏县和汉阳县,分别以武昌、汉阳为治所。唐时江夏(武昌)和汉阳分别升为鄂州和沔州的州治,成为长江沿岸的商业重镇。江城之称亦始于隋唐。此后经宋以迄明、清,均为历代州府治所。

两宋时武昌属鄂州,汉阳、汉口属汉阳军。南宋抗金将领岳飞驻防鄂州(今武昌)8年,在此兴师北伐。1281年〔元世祖至元十八年),武昌成为湖广行省的省治。这是武汉第一次成为一级行政单位(相当于现代的省一级)的治所。

明代,朱元璋第六子朱桢被分封到武昌做楚王。由于成化年间汉水改道从龟山以北汇入长江,到嘉靖年间在汉水新河道北岸(凹岸)形成新兴的汉口镇。明末清初汉口与朱仙镇、景德镇、佛山镇同称天下“四大名镇”,称为“楚中第一繁盛”,成为全国性水陆交通枢纽,享有“九省通衢”的美誉。

清末,汉口建制为夏口厅(地位同县),使武汉三镇之名贯于清代、中华民国,三城鼎足雄峙更属罕见。

       1858年清政府与英国签订的不平等条约《天津条约》中增辟的11个通商口岸,包括汉口。1861年3月汉口正式开埠。在老汉口镇的下游沿长江先后开辟了汉口英租界、汉口德租界、汉口俄租界、汉口法租界和汉口日租界五国租界。这些租界独立于中国政府管辖之外,在界内分别设置工部局、巡捕房、领事法院(庭)等迥异于中国政治体制的管理机构。1911年10月10日,辛亥革命首义于武昌,宣布脱离清朝,成立中华民国,建立中华民国军政府,武汉成为革命中心。

1912年,改江夏县为武昌县,废汉阳府留汉阳县,改夏口厅为夏口县。三镇鼎立,以武昌为湖北省省会。

1914年属江汉道。1917年,汉口德租界被中国政府收回,改称汉口特别区。1925年,汉口俄租界被中国政府收回,改称汉口特区。1926年,北伐军攻占武汉三镇,划武昌县城区为武昌市,划夏口县城区设汉口市。1927年初,国民政府自广州迁至武汉,将汉口、武昌两市划为京兆区,武汉成为国民政府首都。1月5日,数十万群众冲击了汉口英租界,3月15日,国民政府正式收回该租界,改称外交部汉口第二特别区。4月,武汉市政府成立。

此后,武汉市行政区域时分时合,市政机关名称数易,先后建立武汉(特别)市、汉口(特别)市、武昌市政府(处)。其间,1929年4月,设武汉特别市,7月,武汉分治,设汉口特别市,直隶国民政府行政院,余皆隶湖北省。1929年7月30日,夏口县建置撤销,管辖区域分别划人汉口市和汉阳县。1938年8月,汉口日租界被中国政府收回,改称汉口第四特别区(武汉沦陷后,日租界又得以恢复)。

1945年8月抗日战争胜利后,汉口、武昌两市恢复建制。同时,汉口日、法租界正式被中国政府收回,汉口区域均归汉口市政府管辖。1947年汉口市改为国民政府行政院直辖。

1949年5月武汉解放,5月24日合原汉口市、武昌市和汉阳县城区为武汉市,隶属中南军政委员会管理。1953年1月,中南军政委员会撤销,中南行政委员会成立。由于中南行政委员会不再是一级政权,1953年3月,武汉市等10个大行政区辖市改为中央直辖市。1954年6月改为湖北省辖。1959年3月,国务院批准孝感专区划归武汉市辖,1960年1月湖北省撤销孝感专区,其所辖武昌等16县改隶武汉市。1961年1月恢复孝感专区建制,其原有16县划回。1975年12月原属孝感专区的武昌、汉阳两县划归武汉市管辖。1983年8月,增辖黄陂、新洲两县。1984年5月,中共中央、国务院正式批准武汉市为经济体制综合改革试点城市(计划单列市,1993年撤销单列)。1992年、1995年、1998年,分别撤销汉阳县,武昌县及黄陂县、新洲县建制,分别成立武汉市蔡甸区,江夏区及黄陂区、新洲区。2013年,全市辖江岸、江汉、硚口、汉阳、武昌、青山、洪山、东西湖、汉南、江夏、蔡甸、黄陂、新洲13个行政区和东湖新技术开发区、武汉经济技术开发区、东湖生态旅游风景区、武汉化学工业区、武汉新港以及吴家山经济技术开发区