Lange tijd werd de medische zorg voor kinderen gedragen door geneeskundigen en heelkundigen die geen bijzondere deskundigheid en vaak ook geen bijzondere belangstelling ten aanzien van de problemen op kinderleeftijd hadden. Pas in de tweede helft van de negentiende eeuw zijn medici zich in het bijzonder met zieke kinderen gaan bezighouden. Zij werden de grondleggers van de kindergeneeskunde.
De algemene ziekenhuizen waren niet ingesteld op de verzorging van het zieke kind. De kinderen lagen op dezelfde zalen als de volwassenen en konden daar allerlei besmettelijke ziektes oplopen. Het eerste kinderziekenhuis in Nederland werd in 1863 geopend. Dit ziekenhuis was het Sofia Kinderziekenhuis in Rotterdam. De overheid bemoeide zich niet met de kinderziekenhuizen. Zij werden meestal door particulieren gesticht en als louter charitatieve instellingen gezien. Voor de financiering waren de ziekenhuizen dan ook aangewezen op de vrijgevigheid van de burgers. In het begin waren de kinderziekenhuizen vooral bedoeld voor kinderen van armlastige ouders.

Ook Het Wilhelmina Kinderziekenhuis was een charitatieve instelling. Dankzij een initiatief van zes vooraanstaande burgers werd in november 1888 in Utrecht een kinderziekenhuis voor kinderen van behoeftige ouders geopend, waar plaats was voor acht à negen patiënten. Op 27 april 1888 richtte de Utrechtse kinderarts dr. Hulshoff samen met vijf leden van de Utrechtse gemeenteraad, te weten dr. P. Templeman van der Hoeven, mr. J.F. de Beaufort, mr. W.J. Rooyaards van den Ham, H.A. Beuningen en mr. S.J. van Geuns een 'comité tot oprichting van een kinderziekenhuis' op.
Het ziekenhuis moest een filantropische instelling worden, los van politieke invloed of godsdienstige voorkeuren. Naast genezing zou ook opvoeding en onderwijs de aandacht krijgen. De kinderen uit behoeftige gezinnen gingen voor op die uit gezinnen waar men de kosten van een ziekenhuis wel kon betalen.

Om aan een beginkapitaal te komen werd in mei 1888 een circulaire aan de Utrechtse burgers gezonden, waarin werd opgeroepen een bijdrage te leveren aan de oprichting en exploitatie van een kinderziekenhuis. Hoewel de opbrengsten van de oproep niet voldoende waren om een ziekenhuis te exploiteren werd op 8 juni 1888 besloten om het initiatief toch door te zetten. Men had immers genoeg geld toegezegd gekregen om te starten met het ziekenhuis.
Op vrijdag 22 juni 1888 werd het comité tot oprichting van een kinderziekenhuis opgeheven en werd de Vereeniging Het Kinderziekenhuis ingesteld. De bestuursleden waren dezelfde mensen als die in het comité tot oprichting van een kinderziekenhuis hadden plaatsgenomen. *  Het doel van de vereniging was de verpleging van zieke kinderen in een speciaal daartoe ingericht gebouw.
Op zaterdag 3 november 1888 werd de eerste bestuursvergadering gehouden in het kinderziekenhuis, dat zijn deuren had geopend aan de Oude Kerkstraat 30. In deze vergadering werd ook het ziekenhuis geopend.

De exploitatie van het ziekenhuis werd verzorgd door de Vereeniging Het Kinderziekenhuis. Het bestuur van de Vereeniging Het Kinderziekenhuis kwam wekelijks bijeen om te bespreken hoe aan het benodigde geld kon worden gekomen. Zowel de geneesheer-directeur, de directrice als de verpleegster werden het eerste jaar niet betaald voor hun werk. Het ziekenhuis was immers een charitatieve instelling. De docenten van de universiteit kwamen de kinderen geheel belangeloos opereren en behandelen. Hierdoor werden de kosten enigszins in de hand gehouden.
De verpleeggelden die in rekening werden gebracht waren echter in het algemeen lager dan de werkelijke kosten. Dus moest het bestuur van de vereniging dikwijls een oproep doen tot het storten van geld, maar dit was niet voldoende om het ziekenhuis te exploiteren. De directie bleef hierdoor aangewezen op giften, vrijwillige diensten en verpleeggelden.

Zo werd in 1889 een poppententoonstelling en een fancy fair gehouden ten behoeve van het kinderziekenhuis. Bij deze gelegenheid werd ook het boek De Groote Poppenvergadering te Utrecht uitgegeven *  . De opbrengst van de poppententoonstelling werd op verzoek van de initiatiefnemers op een aparte rekening gestort om nieuwbouw of uitbreiding te kunnen bekostigen. Dit geld was dus niet beschikbaar voor de exploitatie van het kinderziekenhuis. Het pand Oude Kerkstraat 30 was al snel te klein en in 1890 werd ook het belendende pand, Oude Kerkstraat 28, gehuurd.

In 1894 stond de directie voor een crisis. Het tekort was dermate groot dat sluiting van het ziekenhuis dreigde. De geneesheer-directeur Hulshoff wilde een beroep op het burgerlijk armbestuur en de Provinciale Staten van Utrecht voor geldelijke steun. Het bestuur voelde echter niet veel voor subsidie. Het was immers een filantropische instelling en dan klopt men niet aan bij de overheid indien de stichting niet meer levensvatbaar was. Daarop ontstond binnen het bestuur een discussie over het opnamebeleid. Hulshoff kreeg uiteindelijk toestemming van het bestuur om met het armenbestuur te gaan onderhandelen. Dit mondde uit in een vergoeding van vijftig cent per dag voor kinderen van armlastigen, behalve zuigelingen want die hadden alleen maar een goede verzorging nodig. Daarnaast mochten kinderen niet langer dan 40 dagen worden verpleegd en werd er voor ten hoogste 2.000 dagen een vergoeding gegeven. Het ziekenhuis bleef dus nog steeds afhankelijk van de giften van de van derden.
Sinds 1895 werd er gepraat over het betrekken van een nieuw pand, of zelfs het laten bouwen van een ziekenhuis. Het bouwen van een nieuw ziekenhuis bleek echter financieel niet haalbaar, zeker omdat rekening gehouden moest worden met een vermindering van het aantal patiënten doordat bij de Utrechtse ziekenhuizen kinderafdelingen verschenen. Het bestuur had haar zinnen gezet op het pand Nieuwegracht 137.

In december 1897 verzochten de heren van het bestuur, Koningin-regentes Emma toestemming te geven om de naam van het ziekenhuis te veranderen in Het Wilhelmina Kinderziekenhuis, met de achterliggende gedachte dat de kroning van Wilhelmina waarschijnlijk extra geld in het laatje zou brengen. Op 19 oktober 1898 vond de verhuizing plaats naar de Nieuwegracht en werd tevens de naam van het ziekenhuis veranderd.
Niet alleen de verhuizing had veel geld gekost, maar de kosten stegen ook vanwege het onderhoud aan een veel groter pand, hogere rekeningen voor voedsel en intensiever gebruik van apparatuur waardoor deze sneller moesten worden vervangen. Bovendien kwam in de jaren twintig een stelsel van sociale wetten tot ontwikkeling, met onder andere de verkorte werkdag. De verpleegsters mochten nog maar negen uur op een dag werken. Dit betekende dat er meer personeel moest worden aangetrokken. Omdat de verpleegsters waren aangenomen op basis van salaris met kost en inwoning stegen de kosten voor het Wilhelmina Kinderziekenhuis aanmerkelijk. Het ziekenhuis moest dus op zoek naar een andere, vaste inkomensbron.

In 1920 werd de toenmalige geneesheer-directeur J. Haverschmidt, benoemd tot hoogleraar in de kindergeneeskunde aan de universiteit van Utrecht. Dit leidde tot een extra inkomstenbron voor het WKZ. De universiteit huurde ten behoeve van het onderwijs een aantal bedden, een collegezaal en een laboratorium. Behalve de extra inkomsten bracht dit wel een ruimteprobleem mee. De ruimtes die gebruikt werden voor het onderwijs waren immers niet beschikbaar voor het behandelen van zieke kinderen. Het bestuur van het WKZ wilde dat probleem oplossen door het naast hun gelegen pand van de Industrie- en Huishoudschool te kopen. Maar de curatoren van de universiteit waren niet bereid om daar hun geld in te steken. Zij hielden zich vast aan een uitspraak van de Tweede Kamer uit 1931, waarin was vastgelegd dat de academische ziekenhuizen in Utrecht onder één leiding moest komen. De curatoren stelden toen voor het eerst voor om het WKZ te gaan samen voegen met het Stads- en Academisch Ziekenhuis (SAZU). Het bestuur van het SAZU eiste echter dat het WKZ in het grote geheel van het SAZU zou opgaan. Dit zou betekenen dat de doelstelling van het WKZ in gedrang zou komen.

Ook de eis dat het WKZ al zijn geld zou moeten inleveren was onaanvaardbaar. Aan de op particulier initiatief bijeengebrachte giften en legaten was immers de voorwaarde verbonden dat het geld ten behoeve van de kinderverpleging zou worden aangewend. Door deze problemen besloten de bestuurders van het WKZ om zich te gaan oriënteren op een andere mogelijkheid. Hierbij werd gedacht aan nieuwbouw op het terrein van het gemeentelijk uitbreidingsplan 'Krommer Rijn'. Door toedoen van een Tweede Kamerlid dat ook in het bestuur van het SAZU zat, kwam echter het probleem van de academische ziekenhuizen en het medisch onderwijs op de politieke agenda terecht. Het ministerie van Onderwijs adviseerde vervolgens om de problemen op te lossen door tijdelijke voorzieningen die niet al te duur mochten zijn. Daarmee werd nieuwbouw onmogelijk.
Hoewel in de crisisjaren de prijzen daalden bleef de financiële situatie penibel. In de loop der jaren waren veel trouwe contribuanten en schenkers van geld afgevallen.

Een nieuwe bron van inkomsten bracht de in 1935 door het WKZ geopende Polikliniek voor Kinderziekten op de Nieuwegracht 139. Niet alleen was het nu mogelijk om in een vroeg stadium ziektes te ontdekken en de ouders te overtuigen dat een ziekenhuisopname noodzakelijk was, maar het vormde ook een uitstekende leerschool voor de studenten. Bovendien bleek het ministerie van Onderwijs bereid te zijn met subsidie bij te dragen in de kosten van de polikliniek.
De zorg voor de kinderen bleef bepalend voor de ontwikkeling van nieuwe initiatieven. Toen in 1937 vanwege bezuinigingen bij de ziekenfondsen en andere instellingen die voor opnamen betaalden alleen nog maar kinderen konden worden opgenomen als het echt niet anders meer kon en deze kinderen bovendien nog zo snel mogelijk moesten worden ontslagen, besloot het WKZ een nazorgzuster aan te stellen. Deze verpleegster ging op huisbezoek bij patiënten van de polikliniek. Door haar adviezen over voeding en hygiëne kon op die manier in sommige gevallen opname voorkomen worden. Tot in het begin van de jaren tachtig bleef de functie van nazorgzuster bestaan. Een deel van het werk werd toen overgenomen door de psychosociale afdeling van het WKZ.

Het zestigjarig bestaan van het WKZ werd in 1948 groots gevierd. Een van de redenen voor het uitbundig vieren van dit jubileum was het spekken van de kas van het in 1938 gestichte bouwfonds. Er werd een bazaar georganiseerd. Naast een loterij met vele prijzen was er een rad van avontuur en werden 'bouwsteentjes' verkocht. Deze kleine bakstenen met opdruk waren door het WKZ voor vijfentwintig cent per stuk verkocht. Het hoogtepunt van de viering vormde de opvoering van het toneelstuk 'Het onstuimig Hart' door de rederijkerskamer Nicolaas Beets. De netto opbrengst van de feestelijkheden bedroeg achtduizend gulden. Dit was weliswaar niet genoeg om een nieuw ziekenhuis te laten bouwen, maar het bestuur putte uit de resultaten genoeg inspiratie om verder te gaan op deze weg.
In de jaren na de Tweede Wereldoorlog en vooral na 1960 ontwikkelde het WKZ zich van een kinderziekenhuis waar enige onderzoek werd verricht tot een 'universiteitskliniek voor kinderen en jeugdigen te Utrecht'. Binnen het WKZ kwam een enorme ontwikkeling tot stand op het gebied van specialisaties.

Deze ontwikkeling leidde tot ruimte gebrek. In 1954 werd al begonnen met uitbreiding door nieuwbouw van de polikliniek. Een ander groot bouwproject was de bouw van een beddenhuis van zeven lagen in de tuin van het WKZ. In 1969 kwam dit nieuwe verpleeghuis gereed. Om het beddenhuis en het behandelhuis aan elkaar te koppelen was het nodig om een nieuw behandelhuis te bouwen. Al in 1969 werd met deze bouw begonnen. Al deze verbouwingen waren maar een tussenoplossing die nodig was om de periode tot de verhuizing naar de Uithof te overbruggen. Dat de verhuizing niet al in de jaren zestig plaatsvond kwam omdat het lang duurde voordat er overeenstemming was bereikt over de toekomst van het WKZ. Het WKZ bleef vasthouden aan een eigen, op kinderen afgestemde verpleging Uiteindelijk werd in 1980 overeenstemming bereikt. Het WKZ zou een geheel nieuw en zelfstandig ziekenhuis mogen bouwen in de directe omgeving van het AZU op de Uithof. De verhuizing stond toen gepland over een jaar of vijftien tot twintig. In 1999 was de nieuwbouw gereed en op 4 juni 1999 vond de opening van het nieuwe WKZ plaats.