I slutningen af 1930’erne var San Francisco et vigtigt center for radioudvikling i det vestlige USA. I 1939 etablerede General Electric en kraftig kortbølgestation i forbindelse med åbningen af den internationale udstilling Golden Gate International Exposition på San Francisco Bay ved Treasure Island. I august 1940 gav Radio Corporation of America (RCA) en demonstration af den dengang nye teknologi, frekvensmodulation (FM), på National Association of Broadcasters kongres, der blev afholdt i byen.
I maj 1940 meddelte Federal Communications Commission (FCC), at den med virkning fra 1. januar 1941 oprettede et sendebånd for FM-stationer, der opererede på 40 kanaler på 42-50 MHz, hvor de første fem kanaler var reserveret til uddannelsesstationer. Samme måned indgav San Francisco Unified School District en ansøgning om at opføre en ny FM-station til uddannelsesformål på 42,1 MHz med 1.000 watt. Den oprindelige stationsansøgning, der blev indgivet den 24. maj 1940, specificerede brugen af General Electric-sendere, men dette blev ændret i januar 1941 til en RCA FM-1-B-sender.
KALW blev bygget på Samuel Gompers Trades School og begyndte testtransmissioner den 10. marts 1941 og blev den første FM-station på den amerikanske vestkyst og den anden amerikanske uddannelsesstation, der begyndte at sende på FM-båndet. Stationen gik i almindelig tjeneste og leverede undervisningsprogrammer den 1. september.
I 1945 meddelte FCC, at den på grund af interferensproblemer ville omfordele de nuværende FM-frekvenser på “lavt bånd” til andre tjenester, og at de eksisterende FM-stationer ville blive flyttet til 88-106 MHz (senere udvidet til 108 MHz). I juli 1946 gav FCC ordre til, at FM-stationer, der i øjeblikket opererede på 42-44 MHz, skulle flytte til nye frekvenser inden årets udgang, og KALW ændrede sin frekvens fra 42,1 til 44,3 MHz som et foreløbigt skridt. Stationens første tildeling på det nye FM-bånd var 91,3 MHz, og ved en efterfølgende omfordeling i efteråret 1947 blev stationen tildelt sin nuværende frekvens på 91,7 MHz.
KALW var medvirkende til at hjælpe KQED-tv med at gå i luften i 1954 som en af de første ikke-kommercielle uddannelses-tv-stationer i landet ved at stille teknisk uddannelse, studieplads og teknisk rådgivning til rådighed for KQED’s stiftende personale.
KALW leverede kinesisksprogede simulcasts af KGO-tv-nyhedsudsendelser i 1970’erne, før lokale asiatiske nyhedsudsendelser blev etableret. I 1970’erne og 1980’erne sendte KALW også direkte dækning af SFUSD-sportsbegivenheder, hvilket var den sidste regelmæssige direkte dækning af gymnasiesport i San Francisco.
Mens KALW’s oprindelige sender ikke var blevet brugt siden skiftet til det moderne FM-bånd i slutningen af 1940’erne, var den stadig placeret på John O’Connell Technical High School, indtil skolen blev revet ned i midten af 1990’erne.
I slutningen af oktober 2006 havde KALW en antennefejl. Stationen fortsatte med at sende med kun tre procent af den normale effekt, hvilket fik mange lyttere til at tro, at stationen var ophørt med at sende, selv om lydstrømmen stadig var tilgængelig via hjemmesiden. KQED-FM, en anden offentlig radio- og tv-station, gav KALW lov til at bruge deres reservesender på San Bruno Mountain under reparationsprocessen. Den 2. november 2006 lagde stationens administrerende direktør Matt Martin en opdatering ud på stationens websted, hvori han forklarede problemet og takkede KQED-FM for den tekniske bistand.