2007年，武汉体育中心体育馆建成，占地28830平方米，由一座拥有13000座位的现代化综合性体育馆和一座带有训练热身和商业购物的综合性训练馆组成，工程总建筑面积53919平方米，总投资3.18亿元。体育馆地上五层，平面为椭圆形，包括贵宾区、包厢26间(含俱乐部休息室两间)、新闻区、竞赛管理区、运动员区、器材室、比赛区和观众区等功能区域。武汉体育中心体育馆除了举办体育赛事以外，还可以举行文艺演出、音乐会、仪式庆典、时装表演、
杂技表演、各类会展及商务活动。
2006年度和2008年度，武汉体育中心体育馆两次获得
湖北省结构
国家优质工程奖（
楚天杯）；2010年，获得
中国土木工程詹天佑奖。
武汉体育中心体育馆占地28830平方米，由一座拥有13000座位的现代化综合性体育馆和一座带有训练热身和商业购物的综合性训练馆组成。工程总建筑面积53919平方米，总投资3.18亿元。体育馆地上五层，建筑物檐口高27.70m，平面为椭圆形。训练馆和商业中心地下一层，地上三层，建筑物高14.55m，建筑平面为扇形。工程基础采用人工挖孔桩基础，现浇钢筋混凝土框架结构。主体育馆钢结构屋盖为椭圆形索支穹顶结构，投影面积约18800平方米，网架跨度为165m×145m，净跨为135m×145m。网架矢高3m，外悬挑15m。训练馆屋盖为39m跨度张弦梁结构。商业中心为18m跨框架梁结构。
看台及配套用房主要柱网尺寸为10.0*9.4m。框架柱为圆柱，主要柱截面直径为1000*800mm；主要框架梁截面为400mm*1000mm，400mm*800mm。柱混凝土强度等级为C40，梁板混凝土强度等级为C35，梁、板、柱纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB400；屋盖钢结构所用钢材为Q345B。
武汉体育中心体育馆包括贵宾区、包厢26间(含俱乐部休息室两间)、新闻区、竞赛管理区、运动员区、器材室、比赛区和观众区等功能区域。具备举办体操、手球、篮球、排球、羽毛球、乒乓球、武术、摔跤、举重、拳击、击剑等众多室内项目竞赛的能力。体育馆除了满足举办各类室内比赛的要求以外，在看台平面还布置了活动升降座椅(伸出长10.7米，缩回长3.8米，净高2.4米)，通过不同形式的组合，可满足举办文艺演出、音乐会、仪式庆典、各类会展等大型群众性文化活动及企事业单位开展各类商务活动的要求。
武汉体育中心体育馆在钢屋盖的施工中，完成了“索支穹顶钢屋盖施工成套技术研究”。采取了中心区域网壳整体顶升、空中悬停接长、外围满堂
脚手架、高空合拢的综合技术。施工时顶升支架随网壳升高，最终顶升高度达32m，网壳初始顶升面积为54m×84m，最后扩展为91m×101m，重量由初始400t，到最终700t。这种施工方法减少了脚手架用量，由于在中心看台区域整体顶升，也为其他专业施工提供了作业空间，还为复杂索系的悬挂、张拉创造了作业面，保证了工程工期和工程质量。
武汉体育中心体育馆幕墙面积约23000平方米，整个幕墙平面投影为弧形，大部分垂直面为弧形，特别
菱形管桁架单索点式玻璃幕墙为倒锥三角形，是管桁架、预应力索、异形点式幕墙统一结合的结构。施工中通过制作建筑模型、控制预应力拉索等手段，解决了菱形管桁架单索点式玻璃幕墙施工难题，实现了菱形管桁架单索点式玻璃幕墙外观效果。
武汉体育中心体育馆除了举办体育赛事以外，还可以举行文艺演出、音乐会、仪式庆典、时装表演、
杂技表演、各类会展及商务活动。2024年2月，武汉市2024年“稳岗就业促进行动”启动仪式暨“
春风行动”专场招聘活动在武汉体育中心体育馆举行，参与此次活动的
高德红外、长江电气等120家企业和单位，提供系统研发、
产品设计、机械制造等1万余个岗位。