Phần lớn các quyết định của WTO đều dựa trên cơ sở đàm phán và đồng thuận. Mỗi thành viên của WTO có một phiếu bầu có giá trị ngang nhau. Nguyên tắc đồng thuận có ưu điểm là nó khuyến khích nỗ lực tìm ra một quyết định khả dĩ nhất được tất cả các thành viên chấp nhận. Nhược điểm của nó là tiêu tốn nhiều thời gian và nguồn lực để có được một quyết định đồng thuận. Đồng thời, nó dẫn đến xu hướng sử dụng những cách diễn đạt chung chung trong hiệp định đối với những vấn đề có nhiều tranh cãi, khiến cho việc diễn giải các hiệp định gặp nhiều khó khăn.

Trên thực tế, đàm phán của WTO diễn ra không phải qua sự nhất trí của tất cả các thành viên, mà qua một quá trình đàm phán không chính thức giữa những nhóm nước. Những cuộc đàm phán như vậy thường được gọi là "đàm phán trong phòng xanh" (tiếng Anh: "Green Room" negotiations), lấy theo màu của phòng làm việc của Tổng giám đốc WTO tại Genève, Thụy Sĩ. Chúng còn được gọi là "Hội nghị Bộ trưởng thu hẹp" (Mini-Ministerials) khi chúng diễn ra ở các nước khác. Quá trình này thường bị nhiều nước đang phát triển chỉ trích vì họ hoàn toàn phải đứng ngoài các cuộc đàm phán như vậy .

Richard Steinberg (2002) lập luận rằng mặc dù mô hình đồng thuận của WTO đem lại vị thế đàm phán ban đầu dựa trên nền tảng luật lệ, các vòng đàm phán thương mại kết thúc thông qua vị thế đàm phán dựa trên nền tảng sức mạnh có lợi cho Liên minh châu Âu và Hoa Kỳ, và có thể không đem đến sự cải thiện Pareto. Thất bại nổi tiếng nhất và cũng gần đây nhất trong việc đạt được một sự đồng thuận là tại các Hội nghị Bộ trưởng diễn ra ở Seattle (1999) và Cancún (2003) do một số nước đang phát triển không chấp thuận các đề xuất được đưa ra.

WTO bắt đầu tiến hành vòng đàm phán hiện tại, Vòng đàm phán Doha, tại Hội nghị Bộ trưởng lần thứ 4 diễn ra tại Doha, Qatar vào tháng 11 năm 2001. Các cuộc đàm phán diễn ra căng thẳng và chưa đạt được sự nhất trí, mặc dù đàm phán vẫn đang tiếp diễn qua suốt Hội nghị Bộ trưởng lần thứ 5 tại Cancún, México vào năm 2003 và Hội nghị Bộ trưởng lần thứ 6 tại Hồng Kông từ ngày 13 tháng 12 đến ngày 18 tháng 12 năm 2005.