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（一说5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、磨山、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，武汉市将江南的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，将原属武昌区管辖的陆家街、千家街、珞珈山街划归洪山区。
1956年，洪山区将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月迁至武昌街道口珞喻路6号）。郊区成立后，先后将小乡合并成立红旗（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）10个公社。1960年7月划出汉桥、岱山、葛店3个公社。
1960年5月至7月，撤销武汉市郊区，原郊区所辖的农村公社就近划给各城市公社管辖。洪山、关山等公社相继成立。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36个农业生产管理区改为农业公社（其名称、范围未变）；同时将原城区公社建置撤销，恢复街道办事处。
1962年6月，葛店区5个公社划归鄂城县，流芳、茅店、胜利3个公社划归武昌县，洪山区实际管辖28个公社。1963年6月，将武昌区辖的花山、尤庙两个公社划归洪山区，将洪山区管辖的和平、联合两个公社划归武昌区。至此，洪山区辖东亭、莲溪、南湖、鲁巷、花山、尤庙、九峰等公社和喻家山、水果湖、珞珈山、中南路、武珞、滨湖、关山等7个街道。
1964年，撤销余家头公社，武东公社城区部分划入青山区（设立武东街道），增设沿江、塔子2个公社。洪山区实际仍辖东亭、莲溪、九峰、鲁巷、尤庙、花山、环城、建设、火官、红旗、黎明、天兴洲、白浒、联合、沿江、南湖、石咀、青菱、和平、解放、塔子、岱山、谌家矶、合作（后改名先锋）、长丰、十里、江堤、永丰28个公社，同时管辖武珞、中南、珞珈山、水果湖、东湖、滨湖、关山、喻家山8个街道。
1964年8月，为统一对郊区农业生产的领导，武汉市撤销洪山区和各城区农业办公室，江北恢复汉桥区；洪山区复为郊区，管辖江南市郊农业地区。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个街道划归武昌区；原武昌区辖的和平、联合、青菱、石咀等4个公社，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个公社划归洪山区。调整后，洪山区辖19个公社。
1964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个公社。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。1980年1月成立岱山街道。全区辖红旗、张家湾、岱山、唐家墩、琴断口5个街道，洪山、和平、天兴、建设、花山、九峰、青菱、谌家矶、后湖、长丰、永丰、江堤12个公社，总面积570.65平方千米，总人口36.9万人（统计时间不详）。