武汉铁路局的机构设置主要包括机关行政部分和直属单位。机关行政部分设有22个处、部、室，另外还有5个限额外机构。附属机构共38个，其中27个由部控制，7个是自收自支的，包括2个学（协）会和2个办事处。全局直管单位多达78个，涵盖了车务、机务、车辆、工务、电务、合资铁路公司、工程指挥部、多、集经系统、公、检、法单位以及非运输单位等多个领域。车站总数为264个，其中包括3个特等站、13个一等站，以及数量较多的二、三、四、五等站。
全局职工总数共计97803人，其中女性职工占比约19.4%，达到了19107人。干部队伍中有14375人，专业技术人员则有6112人，包括高级职称178人，中级职称1814人，初级职称4220人。专职从事专业技术人员有3912人，高级、中级、初级的分布分别为94人、1047人和2771人。工人总数为82626人，其中高级技师29人，技师940人，高级技工则有29049人。
武汉铁路局正式成立于2005年3月18日，由原武汉铁路局、襄樊铁路分局和南昌铁路局划交的麻城地区等单位组成，管辖湖北全境和豫南地区部分国营铁路。武汉铁路局管内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，防洪是武汉铁路局每年的重要工作之一。武汉铁路局管内大型厂矿多，原材料和能源消耗量大，卸车量大于装车量、排空车多是运输的一大特点。