早在6000年前的新石器時(shí)代，已有先民在此繁衍生息。
北郊的盤(pán)龍城遺址作為建城開(kāi)端，距今有3500多年歷史。
商代屬中原王朝控制。
周代先后屬鄂國(guó)、鄖國(guó)和楚國(guó)，秦屬南郡。
地方建制始于漢代，漢高祖六年（前201）置江夏郡。
三國(guó)時(shí)吳黃武二年（223）建夏口城，初為吳屬武昌郡沙羨縣治。
此乃兵家必爭(zhēng)之地，在現(xiàn)主城區(qū)內(nèi)開(kāi)始形成城堡，成為地區(qū)政治中心。
晉代為荊州、沙羨縣、江夏郡等治所，爾后先后為南朝郢州、隋唐鄂州、宋鄂州路、元湖廣行中書(shū)省及武昌路、明湖廣承宣布政司、清湖廣總督及湖北藩臬各司署、明清武昌府及各朝江夏縣的治所，明楚王府所在地。
漢陽(yáng)于東漢末建卻月城，至兩晉南北朝時(shí)期先后屬沙羨縣、汝南縣、沌陽(yáng)縣，隋初改置漢陽(yáng)縣，遂有“漢陽(yáng)”之名，自唐迄清，先后為沔州、漢陽(yáng)軍、漢陽(yáng)府和漢陽(yáng)縣治所。
1000多年來(lái)，漢陽(yáng)、武昌長(zhǎng)期為郡、州、路、府治所，“武漢”一詞即是明代對(duì)武昌、漢陽(yáng)兩府城的合稱；近600年，武昌更是省級(jí)行政中心。
今之漢口，原與漢陽(yáng)相連，是漢陽(yáng)縣屬地。
即使在明成化年間漢水改道，兩地以河為界后，漢口也一直屬漢陽(yáng)管轄，至清光緒二十五年（1899）設(shè)立夏口廳，漢口始與漢陽(yáng)分治。
1912年，民國(guó)政府改江夏縣為武昌縣，改夏口廳為夏口縣，三鎮(zhèn)始以同級(jí)建制鼎立。
1926年國(guó)民政府設(shè)武昌市和漢口特別市，漢陽(yáng)縣隸屬于漢口特別市。
1927年元旦，國(guó)民政府遷漢口辦公，合三鎮(zhèn)成立武漢市，稱“京兆區(qū)”。
旋又分治。
1949年后重以三鎮(zhèn)為武漢市。
20世紀(jì)50年代曾為中央直轄市，中共中央中南局、中南行政委員會(huì)（初名中南軍政委員會(huì)）和中共湖北省委、湖北省政府駐地。
1954年改為湖北省轄市，1959年原孝感專區(qū)所屬各縣劃歸武漢市，1961年仍劃歸孝感專區(qū)，1975年武昌、漢陽(yáng)兩縣劃入，1983年黃陂、新洲兩縣和鄂州市左嶺鎮(zhèn)劃入，1986年國(guó)務(wù)院公布為國(guó)家歷史文化名城。
1992年、1995年、1998年，分別撤銷漢陽(yáng)縣、武昌縣及黃陂縣、新洲縣建制，成立武漢市蔡甸區(qū)，江夏區(qū)及黃陂區(qū)、新洲區(qū)。
1994年2月設(shè)為副省級(jí)城市。
截至2018年12月31日，武漢市轄江岸區(qū)、江漢區(qū)、硚口區(qū)、漢陽(yáng)區(qū)、武昌區(qū)、青山區(qū)、洪山區(qū)、東西湖區(qū)、漢南區(qū)、蔡甸區(qū)、江夏區(qū)、黃陂區(qū)、新洲區(qū)13區(qū)。