汉川市以汉水流经境内而得名。北周保定元年（561）置甑山县，隋废。唐武德四年（621）析汉阳置汊川县。宋建隆元年（960）改为义川。太平兴国二年（977），为避太宗光义讳、改义川为汉川。熙宁四年（1071）废县，元祐元年（1086）复置。
元、明、清属汉阳府，1914年属江汉道，1949年属沔阳专区，1951年属孝感专区，1959年12月属武汉市，1961年6月属孝感专区，1970年属孝感地区，1993年属孝感市。1997年3月12日，国务院批准撤销汉川县，设立汉川市（县级）。
1996年，汉川市面积1644平方千米，人口约101.2万人。辖15个镇、9个乡：城关镇、马口镇、城隍镇、分水镇、杨林沟镇、脉旺镇、田二河镇、沉湖镇、垌冢镇、新堰镇、庙头镇、刘家隔镇、麻河镇、新河镇、回龙镇、尾乐乡、湾潭乡、马鞍乡、里潭乡、西江乡、南河乡、丁集乡、韩集乡、杨水湖乡。境内有3个农（养殖）场。
2000年第五次人口普查，汉川市常住总人口1057396人，其中：城关镇144802人，马口镇58514人，脉旺镇41784人，城隍镇50119人，分水镇59597人，沉湖镇55496人，田二河镇40089人，回龙镇35008人，新堰镇39448人，垌冢镇20328人，麻河镇34267人，刘家隔镇27012人，新河镇36153人，庙头镇35686人，杨林沟镇44894人，西江乡45631人，湾潭乡25314人，南河乡38053人，丁集乡21865人，马鞍乡35305人，里潭乡28000人，韩集乡40682人，杨水湖乡17137人，民乐乡21874人，中洲19221人，华严13687人，刁东9834人，三星垸4425人，刁汉湖13171人。
2004年末，汉川市总人口1077361人，辖仙女街道，马口、城隍、分水、杨林沟、脉旺、田二河、沉湖、垌冢、新堰、庙头、刘家隔、麻河、新河、回龙14镇和马鞍、里潭、西江、南河、韩集、湾潭6乡，共有42个居委会、570个村委会。2005年末，汉川市辖1个街道、14个镇、6个乡，40个居委会、601个村委会。
2010年第六次人口普查，汉川市常住总人口1015507人，其中：仙女山街道165230人，马口镇79833人，脉旺镇32414人，城隍镇52412人，分水镇61045人，沉湖镇60342人，田二河镇39415人，回龙镇33077人，新堰镇32455人，垌塚镇18587人，麻河镇32101人，刘家隔镇40442人，新河镇62096人，庙头镇30254人，杨林沟镇35507人，西江乡39861人，湾潭乡19534人，南河乡37918人，马鞍乡27965人，里潭乡24924人，韩集乡35046人，国营中洲农场13219人，华严农场11368人，汈东棉花原种场9012人，三星垸原种场3978人，汈汊湖养殖场9809人，汉川市经济技术开发区7647人，沉湖基地开发总公司16人。
全市现辖2个街道、14个镇、6个乡：仙女山街道、汈东街道、马口镇、脉旺镇、城隍镇、分水镇、沉湖镇、田二河镇、回龙镇、新堰镇、垌冢镇、麻河镇、刘家隔镇、新河镇、庙头镇、杨林沟镇、西江乡、湾潭乡、南河乡、马鞍乡、里潭乡、韩集乡。