WOI-TV började sändas den 21 februari 1950. Det var Iowas andra TV-station (efter WOC-TV, numera KWQC-TV, i Davenport) och den första i Des Moines-området. Den sändes ursprungligen på kanal 4, men flyttades till kanal 5 1952. Programmet kom från ABC, CBS, NBC och DuMont-nätverket under stationens första år, men den var i första hand CBS-ansluten. NBC försvann från schemat när WHO-TV (kanal 13) anslöt sig 1954, och CBS försvann när KRNT-TV (kanal 8, numera KCCI) anslöt sig 1955 på grund av KRNT:s långvariga samarbete med CBS-radio, vilket gjorde att kanal 5 blev en exklusiv ABC-anslutning. I slutet av 1950-talet var stationen också kortvarigt ansluten till NTA Film Network.
WOI-TV ägdes ursprungligen av Iowa State University i Ames tillsammans med dess icke-kommersiella WOI-radiostationer (AM 640 och FM 90.1), vilket gjorde den till den första kommersiella TV-stationen i USA som ägdes av en större högskola (i dag ägs endast två kommersiella TV-stationer av offentliga universitet: KOMU-TV i Columbia, Missouri och WVUA-CD/WVUA i Tuscaloosa, Alabama). Som sådan hade den en del utbildningsprogram från det att den registrerades tills Des Moines Public Schools registrerade KDPS-TV (kanal 11, numera KDIN-TV) 1959. Startkostnaderna för WOI-TV betalades med de återstående pengarna från ett federalt bidrag som universitetet fick för sitt arbete med Manhattanprojektet. WOI:s anläggningar användes av universitetet för att leverera föreläsningar via satellit.
Den 17 juni 1992 röstade Iowas styrelse för att sälja WOI-TV till Capital Communications Company, ett samriskföretag mellan Citadel Communications (som inte har något samband med radiostationsägaren Citadel Broadcasting) och Connecticuts Lynch Corporation– för 14 miljoner dollar. Styrelsen fick omedelbart en stämning från ”Iowans for WOI-TV, Inc.” som motsatte sig försäljningen och hävdade att stationen var en fördel för universitetet. Den 1 mars 1994 såldes WOI-TV slutligen, medan universitetet behöll WOI-radiostationerna. Capital flyttade WOI-TV:s studior till en tillfällig plats i Des Moines senare samma år. År 1998 flyttade WOI-TV till sina nuvarande studior.
WOI-TV var hemvist för USA:s längst pågående lokala barnprogram, The Magic Window. Programmet sändes oavbrutet från 1951 till 1994. Den ursprungliga värden (1951-1953) var Joy (Ringham) Munn. Producenten Dick Hartzell (Ford Foundation Experimental Programming Development) hade två små barn och var bekymrad över bristen på bra program för barn. Hartzell bad Joy att hjälpa honom att planera ett hantverksavsnitt för ett nytt program, och snart fick hon rollen som värd för The Magic Window. Senare var Betty Lou Varnum värd för programmet under de sista 40 av dessa år.
I augusti 2011 producerade komikern Stephen Colbert en serie politiska tv-reklamfilmer genom sin ”Colbert Super PAC” som skulle sändas i Iowa för att uppmuntra Iowaborna att rösta på Texas guvernör Rick Perry vid 2011 års Ames Straw Poll för republikanska kandidater i presidentvalet 2012. I annonserna uppmanades väljarna att lämna in sin röst på en skrivkandidat genom att stava Perrys efternamn ”PArry”, ”med ett ’A’ för IowA och Amerika”. Rick PArry skulle alltså vara en fiktiv kandidat. Både KCCI och WHO godkände annonserna, medan WOI inte gjorde det, eftersom de ansåg att annonserna var ”förvirrande för tittarna”. Colbert reagerade genom att kalla ut stationen på nationell TV i det 11 augusti-avsnittet av sin Comedy Central-show The Colbert Report och hävdade att stationens chefer ”sitter i sina elfenbenssilos i majs och leker marionettspelare med den nationella politiken”. I avsnittet av den 15 augusti bad Colbert om ursäkt till WOI:s verkställande direktör/Citadel president Ray Cole för sitt utfall. Han fortsatte med att utmana stationen, som han sarkastiskt kallade ”Des Moines’ nyhetsledare” under hela historien, att ta reda på det exakta antalet skrivna röster för ”Rick PArry” i omröstningen och uppmanade hela kvällsankaret och den orädda reportern Katie Eastman att göra det. GOP:s tjänstemän har inte lämnat ut denna information och har inte för avsikt att göra det. Enligt uppgifter till Federal Elections Commission donerade WOI-DT senare 1170 dollar till Colbert Super PAC.
Den 16 september 2013 meddelade Citadel att man skulle sälja WOI-DT, tillsammans med KCAU-TV i Sioux City och WHBF-TV i Rock Island, Illinois till Nexstar Broadcasting Group för 88 miljoner dollar. Nexstar tog omedelbart över stationens verksamhet genom ett tidsförmedlingsavtal. Affären följde på Citadels grundare och vd Phil Lombardos beslut att ”dra ner på tempot” samt Lynch Entertainments önskan att avyttra sina investeringar i WOI och WHBF. Försäljningen slutfördes den 13 mars 2014. Genom affären återförenades WOI med två av sina tidigare Citadel-systerstationer, WIVT i Binghamton, New York och WVNY i Burlington, Vermont. Nexstar meddelade sedan den 4 november 2014 att man även skulle köpa CW-anslutningen KCWI från Pappas Telecasting för 3,5 miljoner dollar. Försäljningen slutfördes den 14 mars 2016 och Nexstar meddelade kort därefter att KCWI skulle lämna sina studior i centrala Des Moines och konsolidera verksamheten med WOI på Westown Parkway.
Den 5 januari 2015 återlanserades WOI som Local 5. Förändringen kom som en del av Nexstars investeringar i stationen, vilket innebar uppgraderingar av stationens studioutrustning och införandet av en ny nyhetsstudio med en pekskärmsdisplay. Stationen återlanserade också sina morgonnyheter som Good Morning Iowa och kommer att lägga större vikt vid politisk bevakning och hur berättelser ”betyder något” för tittarna som en del av den övergripande bevakningen. En vecka senare tog stationen sin andra underkanal, som förmedlade det döende Live Well Network, mörkt, utan någon ersättningsprogrammering förrän i augusti 2016, då Laff lanserades på platsen.
Den 3 december 2018 meddelade Nexstar att man skulle förvärva tillgångarna i Chicagobaserade Tribune Media – som har ägt NBC-anslutna WHO-DT (kanal 13) sedan december 2013 – för 6,4 miljarder dollar i kontanter och skulder. Nexstar kan inte förvärva WHO-DT direkt eller indirekt, eftersom FCC:s bestämmelser förbjuder gemensamt ägande av mer än två stationer på samma mediemarknad, eller två eller fler av de fyra högst rankade stationerna på marknaden. (Vidare kan Nexstars eventuella försök att överta WHO-DT:s verksamhet genom lokala marknadsföringsavtal eller avtal om delade tjänster vara föremål för rättsliga hinder som kan fördröja slutförandet av FCC:s och justitiedepartementets gransknings- och godkännandeprocess för förvärvet). Nexstar kommer därför att behöva sälja antingen WHO-DT eller WOI-DT till ett separat, orelaterat företag för att lösa ägarkonflikten. (Eftersom KCWI inte är bland de fyra främsta när det gäller tittare under hela dagen och därför inte står i konflikt med FCC:s befintliga regler om ägande på marknaden, kan den stationen valfritt behållas av Nexstar oavsett om företaget väljer att behålla ägandet av WOI eller sälja WOI för att förvärva WHO eller, om den skulle avyttras, säljas till den presumtiva köparen av WOI.)
Den 20 mars 2019, har det McLean, Virginia-baserade företaget Tegna Inc. meddelade att man skulle köpa WOI och KCWI från Nexstar när fusionen var genomförd, som en del av företagets försäljning av nitton Nexstar- och Tribune-drivna stationer till Tegna och E. W. Scripps Company i separata affärer till ett värde av 1 dollar.WOI/KCWI-duopolet, tillsammans med Moline, Illinois systerstation WQAD-TV (som Nexstar, för Tribunes räkning, också planerar att avyttra till Tegna som en del av avknoppningarna), skulle utgöra Tegnas första TV-objekt i Iowa. Försäljningen slutfördes den 19 september 2019. Den 20 februari 2020 utsågs David Loving till ny generaldirektör och kommer att tillträda sin tjänst den 2 mars 2020.