Woods Hole Research Center grundades 1985 i Woods Hole, Massachusetts av George Woodwell. WHRC var en av de första organisationerna som ägnade sig åt att bekämpa globala klimatförändringar och Woodwell vittnade 1986 inför kongressen om farorna med havsnivåhöjningen och den globala uppvärmningen.

Planen för att utveckla FN:s ramkonvention om klimatförändringar utarbetades vid Woods Hole Research Center i slutet av 1980-talet av Woodwell och Kilaparti Ramakrishna. År 2005 blev Dr. John P. Holdren direktör och han fortsatte att leda organisationen tills han utnämndes till president Obamas vetenskapsrådgivare 2009. Holdren återvände till WHRC som senior rådgivare 2017 efter att president Obama lämnat sitt ämbete.

2020 döptes centret om till Woodwell Climate Research Center för att betona det vetenskapliga fokuset på klimatförändringar och hedra grundaren George Woodwell.

Organisationens nuvarande ordförande är Dr. Philip Duffy, en fysiker som tidigare var Senior Advisor to the U.S. Global Change Research Program vid White House National Science and Technology Council. Woodwell Climate har cirka 80 anställda.

Centrets Gilman Ordway Campus, som ligger på Cape Cod i staden Falmouth, färdigställdes 2004. Byggnaden på 19 300 kvm (1 790 m2) består av ett renoverat sommarhus (ca 1874) och en ny flygel. Campuset är energineutralt, med förnybar energi som genereras av en 100 kW vindturbin, samt fotovoltaiska kraftsystem på taket.