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。
