Das Woods Hole Research Center wurde 1985 in Woods Hole, Massachusetts, von George Woodwell gegründet. Das WHRC war eine der ersten Organisationen, die sich dem Kampf gegen den globalen Klimawandel widmete, und Woodwell sagte 1986 vor dem Kongress über die Gefahren des Anstiegs des Meeresspiegels und der globalen Erwärmung aus.

Der Plan für die Ausarbeitung des Rahmenübereinkommens der Vereinten Nationen über Klimaänderungen wurde in den späten 1980er Jahren von Woodwell und Kilaparti Ramakrishna im Woods Hole Research Center entworfen. Im Jahr 2005 wurde Dr. John P. Holdren zum Direktor ernannt und leitete die Organisation bis zu seiner Ernennung zum wissenschaftlichen Berater von Präsident Obama im Jahr 2009. Holdren kehrte 2017, nachdem Präsident Obama aus dem Amt geschieden war, als leitender Berater zum WHRC zurück.

Im Jahr 2020 wurde das Zentrum in Woodwell Climate Research Center umbenannt, um den wissenschaftlichen Schwerpunkt auf den Klimawandel zu betonen und den Gründer George Woodwell zu ehren.

Der derzeitige Präsident der Organisation ist Dr. Philip Duffy, ein Physiker, der früher im Nationalen Wissenschafts- und Technologierat des Weißen Hauses als leitender Berater für das US-Forschungsprogramm zum globalen Wandel tätig war. Woodwell Climate hat etwa 80 Mitarbeiter.

Der Gilman Ordway Campus des Zentrums, der sich auf Cape Cod in der Stadt Falmouth befindet, wurde 2004 fertiggestellt. Das 1.790 m2 große Gebäude besteht aus einem renovierten Sommerhaus (ca. 1874) und einem neuen Flügel. Der Campus ist energieneutral und wird durch eine 100-kW-Windturbine sowie durch Photovoltaikanlagen auf den Dächern mit Strom versorgt.