武汉市与日本大分县大分市的交往开始于1976年。当年3月19日，大分县日中友协理事长田上光随日本学生友好访华团访鄂时，向武汉市革委会办公室负责人提出了大分市与武汉市结好的要求。同年5月19日，大分市长佐藤益美、议长伊东忠难和田上光专程来鄂，向武汉市递交了两市结好的建议书。1978年7月26日，田上光第三次来湖北，转交了佐藤益美的亲笔信函，再次表达了结好的迫切意愿。1979年5月，全国人大常委会副委员长廖承志率“中日友好之船”访问日本。9日，他在日本下关郑重宣布，武汉市愿与大分市结为友好城市。是年9月4日，由省、武汉市领导林少南、刘惠农率领的武汉市友好代表团赴大分进行友好访问。9月7日，双方正式签订了建立友好城市关系协议书，首开了湖北缔结国际友城关系的先河。

两市结好后，双方保持了密切接触。重要交往有：大分市副市长姬野太之（1979.7）大分市市长佐藤益美、议长牧长尾（1979.11）、大分县知事平松守彦（1980.5）、大分县议长岩崎太也、副知事桑原丰为（1981.10）、大分市长佐滕益美（1983.10、1987.10、1991.11）、大分市副市长清原勋、议长广濑和生（1995.9），大分县知事平松守彦分别于1985年5月、1997年11月来鄂，参加了武汉市和湖北省举办的“一村一品”研讨会。省革委会副主任林少南、武汉市革委会主任刘惠农、武汉市委书记李俊、武汉市革委会副主任邓垦、省对外友协会长胥群（1979.9）、武汉市副市长黎智（1980.5）、副市长王杰（1982.5）、市长吴官正（1983.7）、省委副书记、武汉市委书记王群（1984.8）、副省长韩南鹏、省外办主任李学文（1992.3）、省委副书记、武汉市委书记钱运录（1992.9）、省人大常委会副主任肖全涛（1996.12）、副省长王生铁（1998.2）、常务副省长邓道坤（1999.6）、武汉市长王守海（1999.10）、省委常委、省总工会主席黄远志（2000.5）等先后访问该市。

经贸、科技、教育、卫生等领域开展的合作有：大分县知事平松守彦先后两次应省和武汉市政府邀请，出席了省、市举办的“一村一品”研讨会，并作重要演讲。大分“一村一品”运动的成功经验，对湖北农业产业化发展起到积极推动作用，并在荆州、宜昌等市取得明显效果。自1981年，武汉市向大分选送了7批农业研修生。东西湖区一位农科人员在大分主攻水稻培育，回国后参与水稻课题研究，荣获1986年省科技进步一等奖。1984年9月，武汉市在大分成功举办了“湖北省暨武汉市商品展览会”。大分市组织经贸代表团多次来汉参加20世纪90年代武汉市举办的“经贸洽谈会”。在教育、卫生等方面，双方在武汉合作建立了“中日友好武汉大分诊疗所”、武汉大分友好猕猴桃园，在大分市修建了一处中国园林—武汉之森。两市共有18所大专院校、中小学开展了对口交流。武汉杂技团、歌舞剧院多次赴大分演出访问等。

2010年6月30日，日本大分市友好访问武汉，大分市市长钉宫磐和武汉市市长阮成发分别代表两市，签署20ll年度友好交流协议，根据协议，两市政府将继续提供各种便利，努力营造良好的交流环境，积极支持两地市民、民间机构、企业在各个领域进行交流，两市共享经贸、社会发展、教育、养老福利、城市规划等城市信息。