明嘉靖九年（1530年）建村，因村西南辽梁王墓地有石刻狼、虎雕像，故村名为石狼石虎沟。中华民国初年，改名为西山沟。村域面积9.6万平方米，有耕地963亩，平均海拔521米。全村133户，297人，村落呈长方形，东西走向。
村处山间平原，西高东低海拔521米。西山沟村交通便利，物产丰富，有千亩杏树基地，仁用杏和食用杏两种。西山沟村有400多年的葫芦种植历史，于2007年村里的葫芦产品申请通过了国家无公害农产品产地认证，同时建起了1500米的葫芦长廊，供游人参观。
村有古松3株，树龄均在260年左右，长势旺盛，为市县二级保护古树。
西山沟村与狮子营村、左所屯村、新华营村、北关村、吴坊营村、南关村、盛世营村、上磨村、西关村、前平坊村、小南园村、孔化营村、小庄科村、和平街村相邻。
2017年11月17日，中央文明委决定授予西山沟村第五届全国文明村镇称号。
西山沟村附近有永宁天主教堂、八达岭长城、北京世园会、八达岭野生动物园、妫河漂流等旅游景点，有延庆葡萄、延怀河谷葡萄、延庆葡萄、延庆国光苹果、筒子肉等特产。