武汉大学生态学科源于1893年建校之初设立的培养博物学人才的格致学部，1916年张珽教授最早由日文将“生态学”译成中文并介绍到中国，他在武大最早开设植物生态学课并编著我国第一部《植物生态学》教科书，1918-1920发表了《武昌植物目录》；1917年毕祖高教授和张珽教授研究淡水藻类，1918年发表了《武昌长湖之藻类》，是中国人独立完成的第一篇淡水藻类研究论文。1942年钟心煊教授等开展了东湖水生植物研究；1963年周凌云教授和李清义教授发表《东湖水生植物区系研究》，文革后孙祥钟教授等带领研究生从事中国水生植物的分类和进化研究，编著中国植物志（第八卷）并获1992年国家教委科技进步（甲类）一等奖，指导研究生出版了水生植物4个专属研究论著。1920年薛德焴等翻译《生物学》，1923年薛德焴编著《近世动物学》、《通俗进化论》、《动物实验指南》、《动物学》等都由商务出版社出版；何定杰教授和公立华教授等研究动物生物学，余先觉教授最早在国内开展淡水鱼类染色体研究。我国微生物学科奠基人之一的高尚荫院士1948年在武汉大学建立了病毒学实验室，1954年成立了微生物学教研组。这些工作为武汉大学生态学科的发展奠定了基础。

  武汉大学1994年成立生态学研究室，1998年成立生态学研究所；1995年成立梁子湖野外生态站，2005年获批梁子湖湖泊生态系统国家野外科学观测研究站。武汉大学微生物学科设有微生物菌种保藏实验室，保藏着许多种类微生物。1985年建立了中国典型培养物保藏中心（CCTCC），现今已发展为拥有大量专利菌种和非专利菌种的保藏中心，并成为具有法律效能的国际菌种保藏单位，它为微生物生态学研究提供了重要条件。2001年建立神农架野外实习基地，2002年建立“武汉大学-西藏大学”西藏野生动物野外研究站，2004年建立了湖北省莲藕研究技术中心；武汉大学1929年建立动物标本馆，1933年建立植物标本馆。这些为生态学科建设提供了组织架构和实验平台。

  1981年武汉大学植物学科获批我国首批博士学位授权点，培养了一批专门从事水生植物研究的博士；1985年武汉大学生物学成为我国首批博士后流动站并最早招收水生植物研究的博士后；1998年生物学成为我国首批一级学科博士学位授权点；2007年获批我国首批生物学一级国家重点学科。

  2007年武汉大学生态学科获批国家重点学科；2009年生态学科在全国78个生态学科评比中并列第十(评分79分，第一名86分)。2011年生态学科成为国家一级博士学位授权点；2012年生态学科获批一级学科博士后科研流动站；2013年获批湖北省一级重点学科（全省仅一个），2013年梁子湖国家生态站获批湖北省博士后创新基地。