湖北省地震局（中国地震局地震研究所）的前身可追溯到1940年8月在重庆北碚成立的中国地理研究所，当时所内设有自然地理、人文地理、大地测量、海洋等四个学科组，其中大地测量组是我国最早设立的测绘科研机构。

1950年，中国科学院接管中国地理研究所，于当年6月成立中国科学院地理研究所筹备处，内设地理、地图、大地测量三个研究组。1953年1月，中国科学院地理研究所在南京正式成立。1957年8月，在地理研究所大地测量组的基础上，成立中国科学院测量制图研究室，这是我国第一个独立的测绘科研机构。1958年2月，中国科学院测量制图研究室由南京迁往武昌。1959年1月，中国科学院测量制图研究室更名为中国科学院测量制图研究所。1961年秋，中国科学院测量制图研究所、武汉高空大气物理研究所、湖北机械研究所三所合并成为中国科学院测量与地球物理研究所。

1970年9月，以中国科学院测量与地球物理研究所整建制为基础，组建成立国家地震局武汉地震大队。武汉地震大队是国家地震局直属科研单位，实行国家地震局和湖北省革命委员会双重领导。1978年3月，经中国科学院、国家地震局、湖北省科委三方商定，从国家地震局武汉地震大队调出55人（实际调出70人）给中国科学院，重建中国科学院测量与地球物理研究所。

1978年5月4日，国家地震局决定将武汉地震大队更名为国家地震局地震研究所，为司局级单位。1978年5月27日，中共湖北省委批复同意设立湖北省革命委员会地震局，归口省科学技术委员会。1979年5月25日，国家地震局地震研究所与湖北省革命委员会地震局合并，合并后湖北省革命委员会地震局更名为湖北省地震局。1998年4月20日，国家地震局地震研究所更名为中国地震局地震研究所。目前，湖北省地震局与中国地震局地震研究所实行“一个机构、两块牌子”的管理方式。