中国为该组织创始成员国之一。1972年第25届世界卫生大会恢复中华人民共和国合法席位。中国出席了此后历届大会和西太平洋区地区委员会会议，多次当选执委会委员。2017年1月，习近平主席访问世界卫生组织总部并会见时任总干事陈冯富珍。
新冠疫情发生以来，中国同世界卫生组织保持密切沟通，不断深化双方合作。中国政府第一时间向世界卫生组织、有关国家和地区组织主动通报疫情信息，分享新冠病毒全基因组序列信息和新冠病毒核酸检测引物探针序列信息，定期向世界卫生组织和有关国家通报疫情信息。2020年1月，世界卫生组织总干事谭德塞访华，习近平主席、王毅国务委员、卫生健康委主任马晓伟分别会见谭。2月16日至24日，中国－世界卫生组织联合专家考察组对北京、成都、广州、深圳和武汉等地进行实地考察调研，29日发布联合考察报告。2021年1月14日至2月10日，中国-世卫组织新冠溯源研究联合专家组在武汉开展了为期28天联合研究。2021年10月30日，王毅国务委员在G20罗马峰会期间会见世界卫生组织总干事谭德塞。2022年2月，世界卫生组织总干事谭德塞来华出席北京冬奥会开幕式，李克强总理、王毅国务委员、卫生健康委主任马晓伟分别会见谭。
2020年5月18日，习近平主席在第73届世界卫生大会视频会议开幕式上发表致辞，呼吁各国团结合作战胜疫情，共同构建人类卫生健康共同体，提出全力搞好疫情防控、发挥世界卫生组织作用、加大对非洲国家支持、加强全球公共卫生治理、恢复经济社会发展、加强国际合作等6点建议，并宣布两年内提供20亿美元国际援助、与联合国合作在华设立全球人道主义应急仓库和枢纽、建立30个中非对口医院合作机制、中国新冠疫苗研发完成并投入使用后将作为全球公共产品、同二十国集团成员一道落实“暂缓最贫困国家债务偿付倡议”等中国支持全球抗疫的一系列重大举措。
疫情发生以来，中国政府已向世界卫生组织提供两批共5000万美元现汇援助，积极协助世界卫生组织在华采购个人防护用品和建立物资储备库，积极协助世界卫生组织“团结应对基金”在中国筹资，参与世界卫生组织发起的“全球合作加速开发、生产、公平获取新冠防控新工具”倡议和“新冠疫苗实施计划”。
