WOI-TV zahájila vysílání 21. února 1950. Byla to druhá televizní stanice v Iowě (po WOC-TV, nyní KWQC-TV, v Davenportu) a první v oblasti Des Moines. Původně vysílala na 4. kanálu, v roce 1952 se přesunula na 5. kanál. V prvních letech vysílání stanice vysílaly programy ABC, CBS, NBC a DuMont network, ale primárně se jednalo o pobočku CBS. NBC zmizela z vysílacího schématu, když se v roce 1954 přihlásila WHO-TV (kanál 13), a CBS zmizela, když se v roce 1955 přihlásila KRNT-TV (kanál 8, nyní KCCI), a to kvůli dlouhodobé afilaci rádia KRNT s rádiem CBS, takže kanál 5 zůstal výhradně pobočkou ABC. Koncem 50. let byla stanice krátce přidružena také k filmové síti NTA.
WOI-TV původně vlastnila Iowská státní univerzita v Ames spolu se svými nekomerčními rozhlasovými stanicemi WOI (AM 640 a FM 90,1), čímž se stala první komerční televizní stanicí ve Spojených státech, kterou vlastnila velká vysoká škola (dnes vlastní veřejné univerzity pouze dvě komerční televizní stanice: KOMU-TV v Columbii ve státě Missouri a WVUA-CD/WVUA v Tuscaloose ve státě Alabama). Jako taková vysílala některé vzdělávací programy od svého vzniku až do roku 1959, kdy veřejná škola v Des Moines podepsala smlouvu s KDPS-TV (kanál 11, nyní KDIN-TV). Počáteční náklady na WOI-TV byly hrazeny ze zbývajících peněz z federálního grantu uděleného univerzitě za práci na projektu Manhattan. Zařízení WOI využívala univerzita k satelitnímu přenosu přednášek.
Dne 17. června 1992 odhlasovala Regentská rada Iowy prodej WOI-TV společnosti Capital Communications Company, společnému podniku společností Citadel Communications (nesouvisející s vlastníkem rozhlasové stanice Citadel Broadcasting) a Connecticut’s Lynch Corporation– za 14 milionů dolarů. Regentská rada okamžitě čelila žalobě podané společností „Iowans for WOI-TV, Inc.“, která se postavila proti prodeji a tvrdila, že stanice je pro univerzitu přínosem. Dne 1. března 1994 byla WOI-TV nakonec prodána, zatímco univerzita si ponechala rozhlasové stanice WOI. Později téhož roku společnost Capital přestěhovala studia WOI-TV na dočasné místo v Des Moines. V roce 1998 se WOI-TV přestěhovala do současných studií.
WOI-TV byla domovem nejdéle vysílaného amerického místního dětského pořadu Kouzelné okénko. Pořad běžel nepřetržitě od roku 1951 do roku 1994. Původní moderátorkou (1951-1953) byla Joy (Ringham) Munnová. Producent Dick Hartzell (Ford Foundation Experimental Programming Development) měl dvě malé děti a byl znepokojen nedostatkem kvalitních pořadů pro děti. Hartzell požádal Joy, aby mu pomohla s plánováním rubriky ručních prací pro nový pořad, a brzy ji obsadil do role moderátorky Kouzelného okénka. Později jej posledních 40 let uváděla Betty Lou Varnumová.
V srpnu 2011 vyrobil komik Stephen Colbert prostřednictvím svého „Colbert Super PAC“ sérii politických televizních reklam, které běžely v Iowě a povzbuzovaly Iowany, aby v Ames Straw Poll 2011 hlasovali pro texaského guvernéra Ricka Perryho pro republikánské kandidáty v prezidentských volbách 2012. Reklamy vyzývaly voliče, aby hlasy pro kandidáta napsali tak, že Perryho příjmení napíší „PArry“, „s ‚A‘ jako IowA a America“. „Rick PArry“ by tedy byl fiktivním kandidátem. KCCI i WHO souhlasily s odvysíláním reklamy, zatímco WOI nikoliv s tím, že reklamu považují za „matoucí pro diváky“. Colbert na to reagoval tím, že stanici v celostátní televizi 11. srpna v epizodě svého pořadu The Colbert Report na stanici Comedy Central vyzval, a prohlásil, že vedení stanice „sedí ve svých kukuřičných silech ze slonoviny a hraje si na loutkovodiče s celostátní politikou“. V epizodě z 15. srpna se Colbert omluvil generálnímu řediteli WOI/prezidentovi Citadely Rayi Coleovi za svou tirádu. Dále vyzval stanici, kterou po celou dobu ságy sarkasticky nazýval „Des Moines’ News Leader“, aby zjistila přesný počet hlasů pro „Ricka PArryho“ ve slamkovém hlasování, a vyzval k tomu celý tým týdenních moderátorů a neohroženou reportérku Katie Eastmanovou. Představitelé GOP tyto informace nezveřejnili a ani to nemají v úmyslu. Podle podání Federální volební komisi WOI-DT později darovala 1170 dolarů Colbertově Super PAC.
Dne 16. září 2013 společnost Citadel oznámila, že prodá WOI-DT spolu s KCAU-TV v Sioux City a WHBF-TV v Rock Islandu ve státě Illinois společnosti Nexstar Broadcasting Group za 88 milionů dolarů. Nexstar okamžitě převzal provoz stanice na základě smlouvy o zprostředkování vysílání. Transakce následovala po rozhodnutí zakladatele a generálního ředitele společnosti Citadel Phila Lombarda „zpomalit“ a také po přání společnosti Lynch Entertainment zbavit se svých investic ve společnostech WOI a WHBF. Prodej byl dokončen 13. března 2014. Dohoda spojila WOI se dvěma bývalými sesterskými stanicemi společnosti Citadel, WIVT v Binghamtonu ve státě New York a WVNY v Burlingtonu ve státě Vermont. Nexstar pak 4. listopadu 2014 oznámil, že od Pappas Telecasting koupí za 3,5 milionu dolarů také pobočku CW KCWI. Prodej byl dokončen 14. března 2016, přičemž Nexstar krátce poté oznámil, že KCWI opustí svá studia v centru Des Moines a sloučí provoz s WOI na Westown Parkway.
Dne 5. ledna 2015 WOI znovu zahájila činnost pod názvem Local 5.
. Změna přišla v rámci investic společnosti Nexstar do stanice, v rámci kterých došlo k modernizaci vybavení studia stanice a zavedení nového zpravodajského studia s dotykovým displejem. Stanice také obnovila ranní zpravodajství pod názvem Good Morning Iowa a v rámci celkového zpravodajství bude klást větší důraz na politické zpravodajství a na to, jak jsou příběhy „důležité“ pro diváky. O týden později stanice ztmavila svůj druhý subkanál, který přenášel skomírající Live Well Network, bez náhradního programu až do srpna 2016, kdy ve slotu odstartoval Laff.
Dne 3. prosince 2018 společnost Nexstar oznámila, že převezme aktiva chicagské společnosti Tribune Media – která od prosince 2013 vlastní pobočku NBC WHO-DT (kanál 13) – za 6,4 miliardy dolarů v hotovosti a na dluh. Společnost Nexstar nemůže přímo ani nepřímo získat WHO-DT, protože předpisy FCC zakazují společné vlastnictví více než dvou stanic na stejném mediálním trhu nebo dvou či více ze čtyř stanic s nejvyšší sledovaností na trhu. (Jakýkoli pokus společnosti Nexstar převzít provoz WHO-DT prostřednictvím místního marketingu nebo dohod o sdílených službách může navíc podléhat regulačním překážkám, které by mohly zpozdit dokončení procesu přezkoumání a schválení akvizice ze strany FCC a ministerstva spravedlnosti.) Společnost Nexstar tak bude muset prodat buď WHO-DT, nebo WOI-DT samostatné, nespojené společnosti, aby vyřešila konflikt vlastnictví. (Vzhledem k tomu, že KCWI nepatří mezi čtyři nejsledovanější stanice v celodenní sledovanosti, a není tedy v rozporu se stávajícími pravidly FCC pro vlastnictví na trhu, může si společnost Nexstar tuto stanici volitelně ponechat bez ohledu na to, zda se rozhodne ponechat si vlastnictví WOI nebo prodat WOI za účelem získání WHO, nebo v případě jejího prodeje prodat potenciálnímu kupci WOI.)
Dne 20. března 2019 společnost Tegna Inc. se sídlem v McLeanu ve Virginii oznámila, že si ponechává vlastnictví WOI. oznámila, že po dokončení fúze koupí od společnosti Nexstar stanice WOI a KCWI v rámci prodeje devatenácti stanic provozovaných společnostmi Nexstar a Tribune společnostem Tegna a E. W. Scripps Company v samostatných transakcích v hodnotě 1 USD.duopolu WOI/KCWI spolu se sesterskou stanicí WQAD-TV v Moline ve státě Illinois (kterou Nexstar jménem Tribune rovněž plánuje prodat společnosti Tegna v rámci odštěpení) by představovaly první televizní majetek společnosti Tegna, který by sloužil Iowě. Prodej byl dokončen 19. září 2019. Dne 20. února 2020 byl novým generálním ředitelem jmenován David Loving, který se svých povinností ujme 2. března 2020.
.