洪山区是由境内有洪山而得名。位于武汉市东南部，全区自西向北呈半圆形，环抱武昌、青山两区。东抵鄂州市，南与江夏区接壤，东北与新洲隔江相望。地理位置为东经114”7’～114”38’，北纬30“28’～30”42’。全区土地面积509平方公里。
洪山地域自汉高祖六年（公元前201年）起至1949年10月中华人民共和国成立之前，均属武昌县管辖。
清朝末年，武昌县下辖乡，乡下辖里，里下设保，保下设甲。在现洪山区境内设南乡和北乡。其中南乡设上鹦鹉里（今青菱湖周围）和下鹦鹉里（今黄家湖一带）北乡设6里，即：保安一里、保安二里（即今东湖一带）；永丰一里、永丰二里（即今严家湖、洪山、花山一带）；招贤里、横山里（即今张家铺和青山一带）。
在民国初期，沿用清末旧制。1927年武昌县进行区划调整，在今洪山区境内设10个乡，即：武丰乡、崇善乡（今北湖及东湖周围）、附城乡、南湖乡（今南湖周围）、英丰乡、恩场乡（今黄家湖、青菱湖周围）、昌明乡（今石咀村）、永丰乡、永宝乡（今花山、洪山、游家庙一带）、八吉乡（今八吉）。
1934年武昌县进行区划调整，在今洪山区境内设第六区和第七区。其中第六区设26个乡，即：近港乡、山内乡、山外乡、丰乐乡、永寿乡、胡墩乡、洪庙乡、东乡、圣化乡、沙口乡、天兴乡、小乙乡、海西乡、石山乡、游家庙乡、竹桥乡、火官乡、堰房乡、关庙乡、温洲乡、吴立乡、武丰下乡、善后乡、从大乡、梅大乡；第七区所设的乡在今洪山区境内的有鲁家乡、驼子店乡、福寿乡、王店乡。
1946年，武昌县进行区划，设新安乡（今鲁巷）、永丰乡（今王家庙）、福寿乡（驼子店）、招贤乡（今张家铺）、八吉乡（今向家祠）、文明乡（今石咀）、青山镇（含今洪山区的铁铺岭、武丰、贾家岭、余土库、方家岭、火官、温洲、法华、楠木、天兴、挽月、演佛、胡墩、渡口、洪吉、新集、崇阳、芦家岭等村）。
中华人民共和国成立以后，即从1949年10月至2000年，洪山区在武汉市城市化进程中，区划建置不断变化，主要是：
1949年11月，武汉市在江南地区设3个郊区，即洪山区、武泰区和挹江区。其中洪山区位于东湖和沙湖之间，区机关驻官园湾1号，辖官园、武珞、沙湖、东亭4乡。武泰区区机关驻武昌万佛林，辖白沙、莲溪、佛林、楠木、永安5乡。挹江区机关驻武昌王家墩，辖建设、解放、和平3乡。
1951年4月，为了加强对民主改革和经济恢复工作的领导，中南军政委员会和武汉市调整区划，将洪山、武泰、挹江三个郊区合并为武汉市第八区（武昌郊区），区机关驻地在武昌官园湾1号。辖解放、建设、和平、官园、武珞、沙湖、东亭、白沙、佛林、永安、楠木、莲溪、12乡。
1952年7月，武汉市撤销第八区（武昌郊区），分设南湖和东湖区。其中南湖区，区机关驻武昌苗园，辖永安、楠木、佛林、洪福、李家桥、青菱、花园、石咀、杨泗矶、老桥、马驿、王家店、谭庙。谭佛、九夫、安家、湖口、油坊岭、宗黄、福乐、沧海、乌龙22乡；东湖区区机关先后在武昌曹家花园、周家湾、中高家湾等地。辖武珞、三合、鲁巷、东湖、磨山、官园、龙王、溪桥、沙湖、东亭、杨湖11乡。
1955年2月，武汉市将东湖区和武昌县的第七区合并，成立洪山区。区机关驻武昌高家湾。辖洪山、武珞、莲溪、鲁巷、磨、长山、三合、联合、中合、花山、春和、山湖、白浒、沿江、同意、太鲁、大吴、刘黄18乡和中南路街、武珞路街2个街道办事处。
1956年6月，武汉市撤销南湖区将武汉市江南的3个郊区（洪山区、南湖区和青山区）合并为洪山区和青山区。将原属洪山区管辖的花山、中合、春和、联合、大吴、刘黄、山湖等7个乡划归青山区，又将原属武昌区管辖的陆家街、千家街、珞珈山街划归洪山区，此时洪山区又将33个小乡合并为莲溪、东亭、南湖、喻家山、长春、长江、九峰、游庙、驼子店、黎明、建设、红旗、和平、联合、天兴、前进、友谊、胜利、白浒等19乡，中南路街、珞珈山街、千家街、陆家街等4个街道办事处。
1958年8月，武汉市将市郊各小郊区撤销，而成立了武汉市郊区，区机关驻地在汉口万松园路2号，1959年2月又迁至武昌街道口珞喻路6号，即今洪山区机关驻地。郊区成立后，先后将小乡合并成立10个农村人民公社。即：红旗（后改为南湖）、长青（后改为青菱）、关山、红焰（后改为花山）、东风（后改为北湖）、武东、和平、五一（后改为葛店）、先锋（后改为汉桥）、红星（后改为岱山）。其中汉桥、岱山、葛店3个公社于1960年7月划出。
1960年4月，武汉市通过了《关于加强领导，发动群众，开展城市人民公社化运动的决定》，从5月至7月在原行政区划的基础上，建立9个以区为单位，以大型工厂企业、机关、学校为骨干的城市人民公社，撤销武汉市郊区，原郊区所辖的农村人民公社就近划给各城市人民公社管辖。7月6日成立洪山（城市）人民公社。管辖武珞、珞珈山、滨湖、水果湖、东湖风景区等5个分社。
1961年3月武汉市将洪山区人民公社和关山人民公社合并，恢复行政区建置，成立武汉市洪山区。尔后，将原由洪山和关山两个城市人民公社所管辖的农业生产管理区改为农业公社；同时将原城区公社建置撤销，恢复街道办事处。1963年6月，为便于管理，将武昌区辖的花山、尤庙两个公社划归洪山区，又将洪山管辖的和平、联合两个公社划归武昌区。此时的洪山区辖东亭、莲溪、南湖、鲁巷、花山、尤庙、九峰等7个农村人民公社和喻家山、水果湖、珞珈山、中南路、武珞、滨湖、关山等7个街道办事处。
1964年8月，武汉市为加强对市郊农村工作的领导，成立洪山和汉桥两个郊区。原属洪山区管辖的喻家山、关山、珞珈山、武珞路、中南路、水果湖、滨湖等7个街道办事处划归武昌区；原武昌区辖的和平、联合、青菱、石咀等4个农村人民公社划归洪山区；原属青山区辖的环城、天兴、建设、黎明、红旗、火官、白浒、沿江等8个农村人民公社划归洪山区。加上洪山区原有的莲溪、东亭、南湖、鲁巷、九峰、尤庙、花山等7个农村人民公社，洪山区此时辖19个农村人民公社。为了便于实施领导，洪山区对所属公社建置又作了调整：同年8月，撤销沿江公社并入白浒公社；1966年3月撤销火官公社，分别并入建设、红旗公社；同年4月撤销莲溪公社和东亭公社合并而为洪山公社。至此，洪山区辖和平、联合、青菱、石咀、环城、天兴、建设、黎明、红旗、洪山、南湖、鲁巷、九峰、尤庙、花山、白浒等16个农村人民公社。
1966年5月，“文化大革命”运动开始，洪山区也同全国一样处于混乱无序的状态。中国共产党武汉市洪山区委员会和武汉市洪山区人民委员会以及全区的经济建设都遭到严重的冲击和破坏。1968年2月，洪山区革命委员会成立。1975年2月根据武汉市的决定，调整洪山区所属的农村人民公社体制，将16个公社合并为7个公社。即：洪山、鲁巷、南湖合并为洪山公社；青菱、石咀合并为青菱公社；九峰、尤庙合并为九峰公社；花山、白浒合并为花山公社；黎明、建设、红旗合并为建设公社；环城、联合、和平合并为和平公社；天兴公社。
1976年1月武汉市行政区划进行部分调整，将汉桥区撤销并入洪山区，此时，洪山区成为环绕武汉市的大郊区。辖有洪山、青菱、和平、花山、建设、九峰、天兴、江堤、永丰、长丰、后湖、谌家矶等12个公社和琴断口、唐家墩2个街道办事处。
1984年1月，根据中国共产党中央委员会和国务院关于实行政社分开，建立乡人民政府的指示精神，洪山区所辖农村人民公社改为乡。
1985年1月，武汉市为适应大城市改革开放的需要，推行以城带郊的城区管理体制，因此将洪山区管辖的江堤、永丰、长丰、后湖、谌家矶等5乡以及琴断口、唐家墩、岱山（1980年1月成立的街道）等3个街道办事处分别划为?口区、汉阳区和江岸区。
1986年7月，武汉市进行区划调整，将原由武昌区管辖的关山街、狮子山街、葛化街以及珞珈山的大部分组建成的珞南街，划归洪山区管辖；1987年1月，又将原属鄂州市的左岭镇划归洪山区。至此，洪山区管辖天兴、和平、建设、洪山、青菱、九峰等6个乡，花山、左岭街2镇以及关山、狮子山、珞南、张家湾、葛化、红旗等6个街道办事处。
1993年7月左岭镇同葛化街合署办公；1994年青菱乡同张家湾街合署办公。
2003年，区委、区人大、区人民政府和区政协机关迁驻珞狮路318号。
2006年，撤销和平乡与洪山乡，设立和平街办事处与洪山街办事处。
