武穴市因市區唐稱武家閱，明稱武家穴，后簡稱武穴，故名。武穴古為大江九穴之一。前身為廣濟縣，古稱“佛國”。北周大象元年（579）析齊昌縣地置永寧縣。隋末，廢永寧縣制，并入蘄春縣。唐武德四年（621）復置永寧縣。天寶元年（742）因與河南永寧縣和江南東道永寧縣同名，乃取佛教語“廣施佛法，普濟眾生”之意改名廣濟縣。

1949年屬黃岡專區。1953年縣治由梅川遷至武穴。1970年屬黃岡地區。1987年10月23日，國務院批準（國函[1987]170號）撤銷廣濟縣，設立武穴市（縣級）。以原廣濟縣的行政區域為武穴市的行政區域。1995年由地級黃岡市代管。

1996年，武穴市面積1200.4平方千米，人口約70萬人。轄4個街道、8個鎮、4個鄉：武穴街道、刊江街道、田鎮街道、龍坪街道、梅川鎮、余川鎮、花橋鎮、鄭公塔鎮、大金鎮、石佛寺鎮、四望鎮、大法寺鎮、橫崗鄉、太平鄉、兩路鄉、南泉鄉。市政府駐武穴。境內有1個國有農場和1個科技經濟開發區。

1997年12月，經省政府批準，撤銷兩路鄉，設立兩路鎮，鎮政府駐地由雀兒山遷至登高山。1998年12月，經省政府批準，田鎮街道辦事處駐地遷至盤塘。至此，全市轄4個街道、9個鎮、3個鄉、1個農場。

2000年第五次人口普查，武穴市總人口719426人，其中：武穴街道102245人，刊江街道36880人，田鎮街道27184人，龍坪街道46684人，梅川鎮52011人，兩路鎮32708人，余川鎮44734人，花橋鎮36682人，鄭公塔鎮42739人，大金鎮42007人，石佛寺鎮58832人，四望鎮43676人，大法寺鎮51505人，橫崗鄉12695人，南泉鄉35508人，太平鄉23871人，武穴開發區23348人，萬丈湖農場6117人。

2000年12月，經省政府批準，撤銷兩路鎮、橫崗鄉、南泉鄉，并入梅川鎮；撤銷太平鄉，并入余川鎮；撤銷鄭公塔鎮，并入花橋鎮；撤銷龍坪街道，設立龍坪鎮。同年，將刊江街道的江家林、吳谷英、新磯、樟樹下、朱奇武、郭應龍6個行政村劃歸武穴街道管轄。調整后，全市轄3個街道、8個鎮（包含1個農場）：武穴街道、刊江街道、田家鎮街道、梅川鎮、余川鎮、花橋鎮、大金鎮、四望鎮、石佛寺鎮、大法寺鎮、龍坪鎮（包含國營萬丈湖農場區域）。

2004年11月3日，《湖北省民政廳關于武穴市設立萬丈湖街道辦事處的批復》（鄂民政發[2004]92號）：經省人民政府批準，同意武穴市設立萬丈湖街道辦事處，以原萬丈湖農場區域為萬丈湖街道辦事處的行政區域，街道辦事處駐新港。2004年末，武穴市總人口733930人。轄4個街道、8個鎮，23個居委會、316個村委會。

2010年第六次人口普查，武穴市常住總人口644247人，其中：武穴街道161582人，刊江街道34026人，田家鎮街道18948人，萬丈湖街道4083人，梅川鎮113247人，余川鎮50297人，花橋鎮64690人，大金鎮35921人，石佛寺鎮44857人，四望鎮32203人，大法寺鎮47311人，龍坪鎮37082人。

2011年末，全市戶籍人口78.4201萬人，常住人口64.4萬人�？偯娣e1246平方千米。轄4個街道、8個鎮，51個居委會、290個村委會。