Der WDR unterhält in Köln sein Hauptstudio für Fernsehen und Hörfunk. Daneben unterhält er Regionalstudios, von welchen lokale Programme für Fernsehen und Hörfunk produziert und gesendet werden ("Lokalzeit aus ..."). Diese Regionalprogramme werden aus den nachfolgenden Regionen gesendet (in Klammer die jeweilige Stadt, in der sich das Regionalstudio befindet): "Regio Aachen" (Aachen), "OWL aktuell" (Bielefeld), "im Revier" (Dortmund), "aus Düsseldorf" (Düsseldorf), "Ruhr" (Essen), "Köln" (Region Köln und Bonn), "Münsterland" (Münster), "Südwestfalen" (Siegen) und "Bergisches Land" (Wuppertal). In Köln und Dortmund werden zudem die Sendungen "WDRpunkt Köln" und "WDRpunkt Dortmund" produziert, die ein Programm für das jeweilige Stadtgebiet liefern.

Der WDR veranstaltet alleine oder in Zusammenarbeit mit anderen Rundfunk- bzw. Fernsehanstalten derzeit folgende Fernseh- und Hörfunkprogramme:

• Das Erste Erstes Deutsches Fernsehen - Gemeinschaftsprogramm der ARD
• WDR Fernsehen - Drittes Fernsehprogramm für Nordrhein-Westfalen
• Phoenix - gemeinsamer Ereigniskanal der ARD und des ZDF
• KiKa - Kinderkanal von ARD und ZDF
• arte - deutsch-französischer Kulturkanal
• 3sat - Kulturkanal von ARD, ZDF, ORF, und SRG

• Eins Live - Jugendprogramm
• WDR 2 - offiziell Informationsleitwelle genannt, Musik eher für die Absichtgruppe 30-49
• WDR 3 - mehr an musikalische Inhalten orientierte Kulturwelle
• WDR 4 - Programm für ältere Menschen
• WDR 5 - Kulturwelle mit hohem Wortanteil
• Funkhaus Europa - Weltmusik, Informationen für ausländische Mitbürger, Integrationsprogramm (in Kooperation mit Radio Bremen)

Nur über DAB (Digital Radio) sowie ADR (Astra Digital Radio) ausgestrahlt werden:

• WDR 2 Klassik - Beiträge aus WDR 2 mit klassischer Musik
• VeRa (VerkehrsRadio) - Verkehrsnachrichten von einem Computer gesprochen non-stop in voller Länge

Der WDR verfügt über vier eigene Klangkörper:

• WDR Rundfunk-Sinfonie-Orchester Köln; das Orchester wurde 1946 als Nachfolgeorchester für das 1926 gegründete ehemalige Orchester des Reichssenders Köln gegründet
• WDR Rundfunk-Orchester Köln; gegründet 1947 als "Orchester Hermann Hagestedt" des NWDR, wird es seit 1956 vom WDR getragen. Das Orchester tritt auch zusammen mit der WDR Big Band Köln als "Großes Unterhaltungsorchester" auf
• WDR Rundfunkchor Köln; gegründet 1955
• WDR Big Band Köln; gegründet 1947 als "Tanz- und Unterhaltungsorchester Adalbert Luczkowski" des NWDR, wird die Formation seit 1956 vom WDR getragen. Mit dem WDR Rundfunkorchester Köln tritt die Big Band auch als "Großes Unterhaltungsorchester" auf.

• Sender für MW, UKW und TV in Langenberg
• Sender für MW, UKW und TV auf dem Bonner Venusberg
• Sender für UKW und TV in dem Teutoburger Wald
• Sender für UKW und TV auf dem Scharteberg in dem Gebiet Wittgenstein
• Sender für UKW und TV auf dem Bärbekreuz
• Sender für UKW und TV in Münster
• Sender für UKW und TV in Nordhelle
• Sender für UKW und TV in Stolberg
• Sender für UKW und TV in Kleve
• Sender für UKW und TV in Köln
• Sender für UKW und TV in Olsberg
• Sender für UKW und TV auf dem Ederkopf

1924 wurde in Münster (Westfalen) die "Westdeutsche Funkstunde AG" (Wefag) gegründet, die in dem gleichen Jahr begann, Hörfunksendungen auszustrahlen. Ein Jahr später wurde in Dortmund und in Elberfeld (heute Wuppertal) ein Nebensender eingerichtet. In dem gleichen Jahr wurde in Berlin die "Reichsrundfunk-Gesellschaft mbH" gegründet. 1926 zog die Wefag nach Köln um und wurde in "Westdeutsche Rundfunk AG" (WERAG) umbenannt.
Der Sendebetrieb wurde nach Langenberg verlegt, wo auch heute noch der WDR einen Großsender für MW, UKW und TV betreibt. 1934 wurde die WERAG verstaatlicht und ein Jahr später als "Reichssender Köln" Teil des späteren Großdeutschen Rundfunks. In dem gleichen Jahr zerstörte eine Windhose den Sendeturm in Langenberg. Der "Reichssender Köln" sendete bis 1942, dann musste das Programm wegen Zerstörung des Funkhauses eingestellt werden.

Im Nachkriegsdeutschland gründete die britische Besatzungsmacht in ihrem Gebiet 1945 zunächst "Radio Hamburg", das in dem Herbst 1945 als "Nordwestdeutscher Rundfunk" (NWDR) gemeinsame Rundfunkanstalt für die gesamte britische Zone einschließlich Berlin wurde. Hauptsenderstandort war Hamburg. In Köln befand sich ein weiteres Funkhaus. Der NWDR wurde 1948 in deutsche Hände übergeben und eine "Anstalt des öffentlichen Rechts" für die Bundesländer Hamburg, Niedersachsen, Schleswig-Holstein, Nordrhein-Westfalen und Berlin.
Der NWDR strahlte zunächst ca. ein Programm (später NWDR 1) aus. Ab 1950 folgten auf UKW zwei regionale Hörfunkprogramme, NWDR Nord (später NDR 2) und NWDR West (später WDR 2). In dem gleichen Jahr war der NWDR Gründungsmitglied der ARD. Zwei Jahre später (1952) war der NWDR maßgeblich für den Wiederbeginn des Fernsehens in Deutschland verantwortlich.
Zum 1. Juni 1954 schied der neugegründete Sender Freies Berlin (SFB) aus dem NWDR aus um für das Land Berlin eigenständige Programme auszustrahlen. In dem gleichen Jahr startete das gemeinsame Fernsehprogramm der ARD.
Im Februar 1955 regelten die Bundesländer Hamburg, Niedersachsen, Schleswig-Holstein und Nordrhein-Westfalen den Rundfunk in ihren Ländern neu. Infolgedessen wurde der NWDR in zwei eigenständige Rundfunkanstalten aufgeteilt, der "Norddeutsche Rundfunk" mit Sitz in Hamburg sollte künftig für die Länder Hamburg, Niedersachsen und Schleswig-Holstein und der "Westdeutsche Rundfunk Köln" mit Sitz in Köln für das Land Nordrhein-Westfalen Rundfunksendungen veranstalten. Am 1. Januar 1956 starteten die beiden neuen Sendeanstalten mit ihren eigenen Radiosendungen. Den Fernsehbereich übernahm ab 1. April 1956 zunächst noch der "Nord- und Westdeutsche Rundfunkverband" (NWRV) bis 1961. Dann waren beide Sendeanstalten auch in dem Fernsehbereich für ihr jeweiliges Sendegebiet verantwortlich.
Der WDR sendete somit ab 1956 zunächst 2 Hörfunkprogramme, WDR 1 und WDR 2, und lieferte seinen Anteil zu dem ARD-Gemeinschaftsprogramm des Deutschen Fernsehens. Das 1. Hörfunkprogramm (WDR 1) wurde bis 1986 zu dem Teil gemeinsam mit dem NDR betrieben, danach wurde es Zug um Zug zur Welle für 14 bis 29-Jährige ausgebaut.
Am 30. April 1964 startete der WDR sein 3. Hörfunkprogramm WDR 3.
Am 17. Dezember 1965 (offizieller Start des Regelbetriebs 1967) startete der WDR mit der Ausstrahlung eines eigenen "Dritten Fernsehprogramms", zunächst als "Westdeutsches Fernsehen" (WDF, ab 1988 West 3), das ab 1991 zu einem Vollprogramm ausgebaut wurde und zwischenzeitlich auch über Satellit in nahezu ganz Europa zu empfangen ist. Seit 1994 wird es als WDR-Fernsehen geführt.
Zwischen 1965 und 1970 wurde für den Mittelwellensender in Langenberg eine neue Frequenz am oberen Bereichsende (bis 1978 1586kHz, ab 1978 1593kHz) festgelegt und seine Leistung auf 800 Kilowatt erhöht, was diese Station zu einer der markantesten Sender in dem Mittelwellenbereich machte. 1980 ging noch ein zweiter - bis 1995 wegen Auflagen des Genfer Wellenplans ca. tagsüber betriebener - Mittelwellensender in Langenberg in Betrieb. Am 3. Januar 1983 startete der WDR auf dem Unterträger des Fernsehprogramms West 3 sein regionales Videotext-Angebot WDR-Text. Es war das erste regionale Videotext-Angebot einer ARD-Anstalt.
Am 1. Januar 1984 startete der WDR sein 4. Hörfunkprogramm WDR 4 mit vorwiegend deutscher Unterhaltungsmusik, das seit 1. Januar 1985 ein Vollprogramm ist. Gleichzeitig starten in dem Hörfunk 5 Regionalprogramme aus Bielefeld, Düsseldorf, Essen, Köln und Münster. Die Regionalisierung wurde später weiter ausgebaut und auch auf den Fernsehbereich ausgedehnt ("Lokalzeit").
Am 10. Januar 1985 brach der Sendemast auf den Bielstein in Folge von Vereisung zusammen. Am 7. Oktober 1991 startete der WDR die Nordrhein-Westfalen-Welle WDR Radio 5 auf der Senderkette von WDR 1, das auf eine neue fünfte UKW-Senderkette wechselte
Ende 1993 wurde der weitreichende Mittelwellensender für die Frequenz 1593 kHz, der jeden DXer bekannt war, wegen PCB in den Kondensatoren und anderen Bauteilen stillgelegt. Am 1. April 1995 wurde das Programm WDR 1 vollständig neu konzipiert als Rock- und Popwelle und trägt nunmehr die Nennung Eins Live.
Am 2. September 1996 stürzte bei Wartungsarbeiten ein 160 Meter hoher Sendemast in Langenberg ein. Am 30. August 1998 startete der WDR sein Programm Funkhaus Europa als integratives Angebot für Hörer ausländischer Herkunft und interessierte Deutsche in Nordrhein-Westfalen. An diesem Programm ist Radio Bremen mitbeteiligt und man arbeitet mit RADIOmultikulti vom RBB zusammen.

• 1926 - 1933: Ernst Hardt , Intendant der WERAG
• 1933 - 1937: Heinrich Galsmeier , Leiter des 1934 entstandenen "Reichssenders Köln"
• 1937 - 1941: Anton Winkelnkemper , Intendant des "Reichssenders Köln"
• 1942 - 1945: Der Reichssender Köln hatte den Betrieb eingestellt
• 1945 - 1947: Max Burghardt ; Intendant des NWDR
• 1947 - 1961: Hanns Hartmann ; Intendant des NWDR bzw. ab 1955 des WDR
• 1961 - 1976: Klaus von Bismarck
• 1976 - 1985: Friedrich-Wilhelm von Sell
• 1985 - 1995: Friedrich Nowottny
• 1995 - heute: Fritz Ferdinand Pleitgen

Bis 2 Tausend ausschließlich

• http://www.wdr.de

sowie viele eigene Adressen für einzelne Sendungen wie beispielsweise

• http://www.monitor.de
• http://www.die-maus.de
• http://www.domian.de

Dann wollte Fritz Ferdinand Pleitgen Vorsitzender der ARD werden und rief dazu eine Internet-Offensive aus, bei der es zunächst deshalb ging, über Markenrecht möglichst viele "feindliche" Internet-Adressen zu "erobern". Unter anderem wdr.com (http://www.wdr.com) von dem schweizer Bankkonzern Warburg Dillon Read, der heute deshab stattdessen die Abkürzung UBS benutzt und nicht mehr WDR sowie wdr.org (http://www.wdr.org) von einem Technikjournalisten (Streit um wdr.org (http://www.dl2mcd.de/domain.html)).

Beides endete in dem Chaos, wdr.com (http://www.wdr.com) ging ein Jahr nach der Übergabe an einen koreanischen Domain-Grabber verloren (Intern.de: "Na und?" (http://www.intern.de/news/3683.html)) und wdr.org (http://www.wdr.org) gehört heute der schweizer "World Domain Rights"-Organisation.