西直门桥（Xizhimen Overpass）是中国北京市西城区境内的一座立交桥，位于西直门处，为北京重要的交通枢纽。

1978年，西直门桥开始基础施工。

1980年12月22日，西直门桥建成通车。

1994年，北京市规划委决定拆除西直门桥旧桥，建设新的西直门立交桥。

1998年，西直门桥新桥设计完成，进入招标和前期准备阶段。

1999年1月25日，西直门桥改扩建工程全面启动；3月，西直门桥拆除；9月17日，西直门桥新桥通车。

2006年9月8日，西直门桥改造工程开工建设；9月11日，西直门桥改造工程竣工。

2017年6月4日，西直门桥更换交通标识引导牌。

西直门桥位于中国北京市西城区境内，上层桥以引桥与西直门内大街和西直门外大街的机动车道连接，西起西直门外大街，东至西直门内大街；桥的南北两侧各设一对引桥，北接北二环，南接西二环。

西直门桥上层桥主桥上部结构各为整体浇注的两孔连续钢筋混凝土肋板梁，每段梁都设3道肋。下部结构的中墩各为3根钢筋混土薄壁墩柱，边墩各为6根钢筋混凝土方形柱，其余8个结构段对称分设在主桥西端两侧，各段的平面均为不规则形。其上部结构均为整体浇注的连续钢混凝土T形梁。这8段异形桥面的下部结构均为钢筋混凝土方形柱，柱上无盖梁，直接支承在横梁下。上层桥的桥面全部为钢筋混凝土面层，墩柱的基础分别为条形或多边形钢筋混凝土板块。

西直门桥上层桥引桥的桥梁结构与上层桥主桥完全相同，临主桥端与主桥两端的异形结构段相接，另一端的桥台设于下层机动车道两侧。引桥桥面为钢筋混凝土面层，两侧设人行道和栏杆。桥墩为两个薄壁型墩柱，每个墩柱支承一道梁肋。桥台是U形混凝土重力式结构。结构都是两联连续钢筋混T形梁，各有两道梁腹。梁上浇注钢筋混凝土面层，下部结构为双柱式桥墩和混凝土重力式桥台，墩基为钢筋混凝土扩大基础。东西引桥，平面布置似喇叭形，上部结构均为4孔连续钢筋混凝土T形梁。下部结构中的桥墩全部为钢筋混凝土方形柱，钢筋混凝土条形基础。引桥与道路相接的一端为U形混凝土重力式桥台。

西直门桥中层结构与上层完全相同，为两跨连续钢筋混凝土肋板梁（双肋梁）。桥面为钢筋混凝土面层，两侧设人行道和栏杆；桥墩为两个薄壁型墩柱，每个墩柱支承一道梁肋；桥台为U形混凝土重力式结构。

西直门桥上层主桥跨径13.18米，桥面长26.35米。桥宽12.92米，其中车道宽10.5米，内侧安全带宽1.5米（含栏杆），外侧安全带宽0.92米（含栏杆）。北引桥共2座各为9孔，桥长90.62米，南引桥共2座各为7孔，桥长72.57米。东西引桥长34.06米，跨径不等。这4座引桥的宽度均为8.84米，其中车行道宽7米，两侧安全带各宽0.92米（含栏杆），每座引桥的临主桥孔跨径9.25米，其他各孔跨径均为10米。

西直门桥中层桥梁长30.3米，跨径13.4米，桥宽15米，其中车道宽10米，内侧人行道宽1米（含栏杆），外侧人行道宽4米（含栏杆）。

截至2017年6月，西直门桥二层桥区各盘桥方向设有路牌，设置了“三级预告标志”，形成拐点预告、拐点指示、拐点确认的三级连续指示，对司机进行更明确的引导。

截至2024年9月，西直门桥为城区交通路网的组成部分，免费通行。

西直门桥西南角实施交通限行，机动车在07:00至20:00不得由西直门外大街经西直门桥向南转向。

2001年，西直门桥检出病害，被北京市市政工程设计研究总院评定为危桥，需要尽快维修。但西直门桥为交通枢纽，断路施工会带来较大时间与经济损失，需采取新的施工方案。

西直门桥采取“预制梁水平牵拉竖向就位法”进行施工，即提前在待拆除桥梁的北侧预制一片和旧梁同样大小的新梁，待旧梁拆除后，将新梁沿滑道水平牵拉到旧桥的位置。现场预制新梁、平移新梁的施工方案，将施工对交通的影响降到最低限度。

西直门桥因建于西直门上而得名。西直门在元代是大都城和义门所在地，在明清时期是京师内城九门之一，是除正阳门外规模最大的一个城门。由于西直门还是明清两代自玉泉山向皇宫送水的水车必经之门，因此又叫“水门”。

西直门桥在相当长一段时间内解决了西直门桥的拥堵问题，为北京的交通做出了重要贡献。（中国新闻网 评）

西直门桥是北京著名的立交桥，位于北二环路与西二环路转弯处，是城区通往西北郊的必经之路，在北京陆地交通位置上占有十分重要的位置。（北青网 评）