武汉铁路局管辖范围为湖北全境和豫南地区国营铁路。湖北省和豫南地区地处华中腹地，公路四通八达，水运比较完善，空运也占有重要地位。资源和经济基础在全国占有较明显优势，大型厂矿多，原材料和能源消耗量大。粮食作物、经济作物品类多样，淡水渔业和养殖业发达。工业以采矿、冶金、钢铁、机械制造、化工、食品加工和棉纺织等最为重要，以电子信息技术为代表的高新技术产业快速发展。平顶山煤矿产量仅次于大同和开滦。水电资源丰富，丹江口水利枢纽是国家南水北调中线引水水利工程，葛洲坝水力水电枢纽、长江三峡水力发电枢纽是国家重要的电力基础。三国文化游、“一（长）江两（神农、武当）山”区域游、红色旅游、生态旅游和休闲度假旅游，吸引国内外游人，假日经济不断升温。高校众多，仅武汉地区有高校59所。武汉铁路局管内的大部分地区为亚热带季风性湿润气候，6月中旬至7月中旬为梅雨期，雨量多，强度大，易引发较为严重的洪涝灾害，造成铁路塌方和断道。因此，每年防洪是武汉铁路局的重要工作之一。

武汉铁路局管辖的39条线路中，共干线9条（京广、京九、焦柳、汉丹、襄渝、孟宝、宁西、武九、汉宜线），其中繁忙干线2条（京广、京九线）。代管合资铁路长荆线。京广线北起小商桥与孟庙车站间K807+000处与郑州铁路局分界，南至蒲圻与茶岭车站间K1337+600处与广州铁路(集团)公司分界；京九线北起淮滨与阜阳南车站间K907+300处与上海铁路局分界，南至蔡山与孔垄车站间K1277+000处与南昌铁路局分界；武九线西起武昌车站21号道岔，东至西河村与夏畈车站间K185+809处与南昌铁路局分界；孟宝线东起孟庙车站40#岔尖，西至余官营与宝丰车站间K98+000处与郑州铁路局分界；宁西线西起小林与李家湾车站间K563+600处与郑州铁路局分界，东至祖师庙与叶集车站间K800+400处与上海铁路局分界；襄渝线东起老河口东3#岔尖，西至胡家营与白河县车站间K174+994与西安铁路局分界；焦柳线北起郜营与耿坡车站间K474+099与郑州铁路局分界，南至西斋与澧县车站间K798+451与广州铁路（集团）公司分界；宜万铁路东起宜昌东站，西至凉雾站与成都铁路局分界；鸦宜线东起鸦鹊岭车站12#岔尖，西至晓溪塔车站K49+000处与地方专用线分界。