この橋は、長崎県佐世保市針尾島と西海市西彼町の間にある伊ノ浦瀬戸（針尾瀬戸）に架かるアーチ橋で、戦災復興事業として建設されたもので、その後の長大橋建設の先駆けになりました。
形式は、上路式鋼ブレースドリブ固定アーチで、橋長316.26m（支間長：216m）、アーチ両端の距離（径間）243.7m、幅員7.5m、海面からの高さ43mです。当時は、アーチ橋としては東洋一、世界第３位の長さで、1962年（昭和37）9月26日の若戸大橋（福岡県北九州市）開通までは日本一の長さでした。
太平洋戦争前から建設計画がありましたが、戦後の戦災復興事業として、1950年（昭和25）6月に全額国庫負担による国の直轄事業として建設が決定、1951年（昭和26）に着工します。
総事業費5億5千万円をかけて、1955年（昭和30）10月18日に竣工し、同年12月1日に有料道路として供用を開始しました。
この橋梁により国道202号も完成し、佐世保～長崎が直結され、沿線の産業開発に役だつとともに、西海国立公園の一中心に当たり、針尾瀬戸、大村湾を望む快適な観光コースとなります。
1956年（昭和31）に建設省から管理を日本道路公団に移管し、1970年（昭和45）3月1日から無料開放されます。
2006年（平成18）3月5日には西方を並行して走る有料の新西海橋（西海パールライン）も完成しました。
尚、2018年（平成30）7月20日、国の文化審議会が西海橋を登録有形文化財（建造物）とするように答申しています。
〇日本における戦後の長大橋建設略年表
・1955年（昭和30） 長崎県の西海橋（径間243.7m）
・1961年（昭和36） 徳島県鳴門市の小鳴門橋（中央径間160m）
・1962年（昭和37） 福岡県北九州市の若戸大橋（中央径間367m）
・1973年（昭和48） 福岡県北九州市・山口県下関市の関門橋（中央径間712m）
・1983年（昭和58） 広島県尾道市の因島大橋（中央径間770m）
・1985年（昭和60） 徳島県鳴門市・兵庫県南あわじ市の大鳴門橋（中央径間876m）
・1988年（昭和63） 香川県坂出市の南備讃瀬戸大橋（中央径間1,100m）
・1988年（昭和63） 香川県坂出市の北備讃瀬戸大橋（中央径間990m）
・1988年（昭和63） 岡山県倉敷市・香川県坂出市の下津井瀬戸大橋（中央径間940m）
・1988年（昭和63） 広島県尾道市・愛媛県今治市の大島大橋（中央径間560m）
・1993年（平成5） 東京都の東京港連絡橋＜レインボーブリッジ＞（中央径間570m）
・1998年（平成10） 兵庫県の明石海峡大橋（中央径間1,991m）
・1998年（平成10） 北海道室蘭市の白鳥大橋（中央径間720m）
・1999年（平成11） 愛媛県今治市の来島海峡第三大橋（中央径間1,030m）
・1999年（平成11） 愛媛県今治市の来島海峡第二大橋（中央径間1,020m）
・2000年（平成12） 広島県呉市の安芸灘大橋（中央径間750m）
・2008年（平成20） 広島県呉市の豊島大橋（中央径間540m）
