武汉军区在其存在期间，下辖了多个部队，其中包括但不限于以下几个：
第1军：
最初驻扎在河南省，后调至南京军区管理，驻扎在浙江省。
第43军：
经历了撤编和重建，最终成为武汉军区的野战部队之一。
第54军：
正式成军于1952年，由第44、第45军合编而来，后转隶武汉军区。
空降15军：
最初为陆军部队，后改编为空降兵，同时隶属于空军和军区双重管理。
装甲兵司令部：
成立于1979年，1982年撤销，负责领导与管理辖区内的装甲兵部队。
炮兵司令部 、 装甲兵司令部：
负责领导和指挥辖区内的炮兵和装甲兵部队。
武汉军区由于其地理位置和战略重要性，在历史上曾经是中国人民解放军的重要战略预备队，并在多个重要历史时期发挥了重要作用。