Сериализация коллекции происходит автоматически только тогда, когда коллекция в контракте является конкретной коллекцией (то есть не интерфейсом) и сериализуется (аннотируется атрибутом Serializable). В этом случае WCF может автоматически сериализовать коллекцию как массив типа коллекции, если коллекция содержит операцию Add. Это верно как для встроенных коллекций .NET, так и для любых ваших собственных пользовательских коллекций, которые реализуют интерфейс IEnumerable или IEnumerable; до тех пор, пока они сериализуемы и имеют операцию добавления, они могут быть автоматически сериализованы в массивы.
Если ваша коллекция не соответствует этим ограничениям, укажите CollectionDataContractAttribute.
[CollectionDataContract(Name = "MyCollectionOf{0}")]