武汉铁路局所辖区域内最早的铁路起源于1893年5月[[张之洞]]在湖北省修建的大冶铁路<ref>[http://blog.sina.com.cn/s/blog_53b0bc150101jy2d.html 大冶铁路,武汉铁路局的第一条铁路]，新浪博客，2013-01-31 </ref>。1949年以前，汉口和[[武昌]]曾先后8次设立铁路局（或相当于局级的机构）。1949年以后，武汉地区铁路以长江为界，以北为汉口铁路分局，管辖界限北至许昌，隶属于郑州铁路管理局；长江以南设立武昌铁路分局，管辖到[[长沙]]以北，隶属于衡阳铁路管理局。1953年1月，武昌铁路分局并入汉口铁路分局，并更名为汉口铁路运输分局，仍隶属于郑州铁路管理局。

1971年7月1日，武汉第二次设局，称武汉铁路局。主要管辖[[湖北省]]境内铁路，下设武汉、襄樊2个铁路分局。