武大附中的前身是1916年4月建立的国立武昌高师附中。据《武汉大学校史一览》记载：“民国五年四月，国立武昌高师始设附中，校址在武昌南路小学。”武昌南路即武昌都府堤，南路小学校址即今武昌区潭秋中学。1918年2月，附中校舍发生火灾。以后附中校址几经变迁，最后搬到武昌曹家巷（现武昌彭刘杨路7435工厂厂区内）。1923年9月，武昌高师附中改名为国立武昌师范大学附中，1924年9月，改名为国立武昌大学附中，1926年12月改名为国立武昌中山大学附中。
1932年国立武汉大学从武昌阅马厂东厂口迁到珞珈山后，于1935年7月在珞珈山南麓的“庚子烈士纪念馆”（即现在的武大附小旧楼）创办了新的武大附中，取名为私立武昌东湖中学，董事长为武汉大学校长周鲠生先生。
1938年春天，日寇逼进武汉，武汉大学西迁四川乐山。1941年秋，武大在四川乐山铜河碥续办武大附中，校名改为国立武汉大学附设珞嘉中学。1946年10月，武大附中随武大迁回武昌，原乐山的武大珞嘉中学由武大毕业的乐山籍教师接办。武大附中迁回武昌珞珈山后，仍用原"武昌东湖中学"的校名，于1947年秋季恢复上课，校址先在武大工学院（今武大行政大楼右侧），后搬回东湖中学旧址（今武大附小）。东湖中学仍冠名“私立”二字，董事长为张难先先生。
武汉解放后，武大附中仍叫武昌东湖中学，一直办到1951年年底，1952年与武昌博文中学合并，改为省立武昌二中（今武汉市第15中学）。1958年7月，由武汉大学数学系团总支倡议，经武汉大学党委批准，恢复武大附中，取名为武汉大学附属共青团中学。1959年8月，经武汉大学与武汉市教育局协商，武汉大学附属共青团中学与武汉市第14中学合并，定名为武汉大学附属中学，校址在武昌昙华林。武汉大学校长李达、副校长何定华等均参加了两校合并成立新的武大附中的隆重典礼，并发表了讲话。1963年7月，因贯彻“调整、巩固、充实、提高”的八字方针，武大附中的归属由武汉大学划归武汉市，武大附中又改名为武汉市第14中学。
期间，广大教职工强烈要求恢复武大附中。1970年2月，武大决定在武大附小的基础上设立武大附小初中班。1972年5月，武大附小及武大附小初中班改为武汉大学附属学校，分设小学部、中学部。宁锦元任武大附校革委会主任，后革委会撤消，叶钦桂任武大附校校长。1980年4月，武大附校的中、小学部分开设立，中学部改为武汉大学附属中学，叶钦桂任校长。
1993年5月，经武汉市教委批准，武大附中与武汉大学外语学院联合创办武汉大学附属外语学校该校与武大附中合署办公，实行一套班子，两块牌子。武大外语学校从1993年起初中单独招生，高中招生参加全市统一考试。
2000年8月，武汉大学与武汉水电大学、武汉测绘科技大学、湖北医科大学合并，组建了新的武汉大学。因此，2001年2月，武大附中与原武汉水电大附中、原武汉测绘附中合并，组建了新的武大附中。
武大附中不仅历史悠久，而且富有光荣的革命传统。、等老一辈革命家都曾在这所学校里开展革命活动。的夫人徐全直烈士（1927年在南京雨花台被害）曾兼任武昌师大附中、附小的校长。伍修权于1924年至1925年在武昌师大附中读书，然后从这里投身革命。1924年9月，武昌师大附中建立青年团支部，伍修权任团支部书记。
武大附中在80余年的漫长岁月中，积累了丰富的办学经验，为国家培养了大批人才。著名的军事家、外交家伍修权（武昌师大附中学生），著名的化学家、院士、武大化学学院博士导师查全性教授（初期东湖中学学生），著名的物理学家、院士、物理所博士导师李林研究员（李四光之女、东湖中学学生），著名的核物理专家、院士、秦山核电站总工程师欧阳予教授（乐山武大附中学生），著名的物理学家、院士、武大生命科学院博士导师杨弘远教授（新中国成立前后东湖中学学生），是武大附中老校友中的杰出代表。