武汉由武昌、汉阳、汉口，即“武汉三镇”组成。武汉形成一个统一的大城市，历经了漫长的历史过程。
武汉三镇在历史上形成的时序为江北（汉阳）先于江南（武昌），而汉口在明代以前，不过是毗连汉阳的一个水曲荒洲，因此，在明代以前，所谓“武汉”，乃是武昌、汉阳两地的合称。元代武昌、汉阳均属湖广行省，鄂（武昌）汉（汉阳）并称，是为双城。元代诗人余阙在诗中把武昌、汉阳称为“双城”，显示了武昌、汉阳由单称到合称的趋势。
明宪宗成化（1465-1487）年初，汉水改道入江，汉口始形成市集。但每到夏天涨水之际，江水漫溢，人们仍无法安居。1635年（明崇祯八年）通判袁焻创筑长堤（上起硚口，下迄堤口）以障水患，此堤名曰“袁公堤”，即今日之长堤街。此后，居民日增，到清仁宗嘉庆时，汉口居民已达36929户，129183人，但汉口在很长一段时间里，一直隶于汉阳县，因此，早期的“武汉”概念仍是武昌、汉阳双城的合称。如1822年（清道光二年），范锴所著《汉口丛谈》中“遂陷武汉等郡”一句，即指武昌、汉阳等郡（府），汉口是称不上郡（府）的。咸丰年间，湖北巡抚胡林翼在其奏章、函牍中常用“武汉”两字，如“武汉为荆襄咽喉”、“若使武汉克复”、“武汉两城对峙”等等，显然也是指武昌、汉阳（当然也包括了汉口）两地的，“武汉”实际上应读作“武、汉”。
汉口的独立地位是在1899年（光绪二十五年）才确立的，当时湖广总督张之洞奏请阳、夏分治，改汉口同知为抚民同知，分汉阳汉水以北地段北至滠口，西至硚口，拨归同知管辖，立名曰“夏口厅”。到民国初年，改同知为知事，易厅而为县，于是便有了夏口县。当时，武昌（江夏）、汉阳、汉口（夏口）仍以各自名称为主，而且各有隶属，如清末时江夏属武昌府，汉阳、夏口属汉阳府，民初时夏口属江汉道，故未形成统一的行政建制，在历史上，亦有将汉阳、汉口联称“阳夏”，将武昌、汉阳联称为“武阳”，将武昌、汉阳、汉口联称为“武阳夏”者。
1926年秋，国民革命军攻克武汉。次年初，国民政府将汉口市（辖汉阳县）与武昌合并，划为京兆区，作为首都，并建立统一的武汉市政府，此时，武汉才取得了作为政区、市区的称谓。此后，武昌、汉阳、汉口时分时合，直到1949年解放前夕，汉口作为直辖市，武昌作为省辖市，汉阳作为县而分治。
解放后，政务院将汉口、武昌、汉阳（县府所在地及邻近地区）合并为武汉市（原汉阳县治所迁至蔡甸，保留县的建制），武汉市人民政府设在汉口。至此，武汉三镇才名符其实地合三为一了。
