洪山体育馆于1986年1月1日对外开放，是湖北省第一座大型、多功能的体育馆，具有电脑控制的电子计时计分，良好的音响，先进的灯光照明，冷暖空调和内部调度等设备。体育馆可举行篮球、排球、室内五人制足球、体操、乒乓球、羽毛球、拳击、手球、摔跤、武术等各类室内体育比赛项目。洪山体育馆周边星级酒店林立，地理环境优越，交通十分便利。是湖北省及武汉市举办各种重大体育赛事、大型文艺演出、商贸活动以及各类政治集会、庆典活动的主要场所。

洪山体育馆由湖北工业建筑设计院（1987年更名为中南建筑设计院）设计, 湖北省第六建筑工程公司总包，湖北省工业设备安装公司和湖北省机械化施工公司分包承建。1983年底完成设计，1984年1月15日开工，1985年建成，1986年1月1日对外开放。

洪山体育馆主体建筑长110米 , 宽94米 , 高25米 。比赛馆长 84 米 , 宽6 米 , 去四角呈长八角形 , 建筑面积14800 平方米 , 设计时观众座席

7500个 , 其中厅座 3000个 , 楼座 4500个 (实际容纳 5千席 ) , 总共 8千席 。比赛场地长46 米 , 宽32 米 , 去四角 , 内场实际面积1385平方米 。一座外形呈 M 形的练习馆与主馆相通 , 内设两个长 36 米 , 通 宽 24米的练习场地和32间辅助用房 , 建筑面积3700 余平方米 。 主馆内还配备有首长休息室 、接见厅 、陈列室 、运动员休息室 、检录厅 、观众休息厅等辅助用房 。场外还有冷冻机房 、变配电房 、售票房 、小卖部 、食堂 、车库等辅助建筑 。总投资 2700万元 , 其中主馆 2千万元 , 每座 2500元 。

洪山体育馆可举行篮球、排球、室内五人制足球、体操、乒乓球、羽毛球、拳击、摔跤、手球、举重、武术等各类室内体育比赛项目。是湖北省及武汉市举办各种重大体育赛事、大型文艺演出、商贸活动以及各类政治集会、庆典活动的主要场所。

设计总负责人: 李舜华， 建筑: 李舜华 ，结构: 张季篙 ，总图: 夏怡华， 设备: 方晨钟、徐剑雄、赵进铎、 吴宏芳、江世焕、李松金、文环凌，预算: 龚成隆

洪山体育馆充分考虑了武汉盛夏潮湿闷热, 严冬很冷的气候特点, 采用了半开敞式的独特形式,体育馆南北 两面以虚为主装以门窗, 显得通透; 东西两面以实为主筑以实墙, 遮挡太阳, 形成虚实对比。洪山体育馆屋盖系统 ( 8 4×66米的长八边 形 ) 采用空间立体桁架承重结构，桁架最大跨度为 6米 , 屋面柃条及平顶龙骨均为型 钢。

根据比赛厅的使用特点, 照明分别按球类比赛及文艺演出布置, 另外预留了新闻摄影的电源。比赛厅上部 吊顶按满天星方式布置，采用碘钨灯，设计照度为1500勒克斯。为 了减少观众的眼睛疲劳, 设有从暗到亮的调光装置。

夏季计算温度定为30 摄氏度, 采用顶送侧回方式, 比赛厅上部吊顶周围布置旋流风口, 以调节乒乓球、 羽毛球比赛所要求的风速及根据满场情况, 控制送风范 围, 以利节约能源。

2006年，为满足全国第六届城市运动会乒乓球比赛项目的需要，经湖北省体育局立项申请，有关部门批准，投入4100万元对体育馆安防设施、中央空调、灯光、音响、电子记时记分彩色显示系统以及比赛场地地板、室内外装饰、残疾人的服务设施等进行了全面的更新改造。这次更新改造使洪山体育馆的主要设备、设施得到了全面更新，各项功能更加完善，安全性、舒适性和实用性进一步提升，使已投入使用20年的洪山体育馆旧貌换新颜。

第七届世界军人运动会2019年10月18日至27日举行，这是我国第一次承办的国际军事体育综合性赛事。27个大项、329个小项比赛，全部在武汉进行。洪山体育馆承担的是男子篮球比赛项目，为了办好赛事，洪山体育馆又进行了第二次维修改造，主馆外立面大面积翻新，采用大气美观的铝板饰材，场馆上方吊顶重新更换。内部翻新木地板、活动看台地面，更换破损的座椅并增设座椅，使座椅数达8900多个。新装两块高清显示屏，同时，主馆室外照明设备全面升级，炫目灯光秀将为大型赛事或公益活动营造氛围。

洪山体育馆开馆以来，曾举办过国际女排四强赛、东亚网球公开赛、“555”世界杯乒乓球公开赛、国际武术擂台赛、中国杯国际体操赛、2002年全国羽毛球冠军赛、“知音杯”第二届全国亿万妇女健身活动展示大会、美国前NBA巨星王朝2004、2005中国巡演赛（武汉表演赛）、2009年承办男子篮球亚锦赛等国际、国内重大体育赛事，并多次承接了各种政治集会以及各类文艺演出和大型庆典活动。2019年为世界军人运动会男子篮球赛事场馆。2019年12月31日举办任贤齐演唱会。为湖北省体育事业的发展，满足本地区人民群众文化生活的需求，促进武汉地区的经济发展作出了重大的贡献。

2020年2月3日晚，武汉市新冠肺炎疫情防控指挥部决定连夜开建三所“方舱医院”，以缓解新冠肺炎疫情床位紧张的形势。洪山体育馆“方舱医院”的承建单位是中国一冶集团，洪山体育馆改造工程于4日24点前完成，5日上午8点前完成水电交付。洪山体育馆的“方舱医院”第一、第二病区位于地上场馆内，第三病区位于地下羽毛球场。

武汉大学中南医院感染管理办公室工作人员王颖参与了洪山体育馆“方舱医院”的建设督导。为了避免医护人员与患者交叉感染，“方舱医院”内被划出了“三区两通道”，即清洁区、潜在污染区、污染区，以及医务人员通道、患者通道。患者居住的场馆为污染区；场馆外围的环形办公区域为清洁区，医护人员可以在此休息，医疗物资也在此保管；而潜在污染区则为穿衣间和脱衣间。