洪山区是由境内有洪山而得名。

  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 ，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），并将武昌县部分地区划入武汉市，成立南湖区、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。
  1957年6月，武汉市将青山区改为城区，原青山区所辖乡全部划入洪山区，并将洪山区辖街道划入武昌区。
  1958年8月，武汉市将市郊各小郊区撤销，成立武汉市郊区，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。洪山、关山等人民公社相继成立。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决定撤销洪山区和各城区农业办公室，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。
  1968年2月，洪山区革命委员会成立。1975年2月，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，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，洪山区所辖农村人民公社改为乡。
  1985年1月，将洪山区管辖的江北地区的江堤、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硚口区、汉阳区和江岸区。
  1986年7月，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，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。
  2000年，洪山区辖6个街道、2个镇、6个乡：关山街道、珞南街道、红旗街道、狮子山街道、张家湾街道、葛化街道、花山镇、左岭镇、建设乡、和平乡、洪山乡、青菱乡、九峰乡、天兴乡。总人口878379人，各乡镇人口： 珞南街道 198904 关山街道 195732 狮子山街道 58786 张家湾街道 13422 红旗街道 524 葛化街道 5282 花山镇 29024 左岭镇 30453 洪山乡 87536 青菱乡 36076 九蜂乡 19745 和平乡 108753 建设乡 53504 天兴乡 2942 东湖开发区虚拟镇 24546 武钢北湖农场虚拟乡 13150
  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。