大连西山湖公园规划设计是从滨水区生态环境的保护和恢复出发，以西山湖水域为核心，在保留以往大西山水库在市民心中记忆的同时，通过“一心、两带、四区、六空间”的设计建设，进一步拓展其人气与活力。
传承地域文脉，缔造依山傍水的滨水文化公园，以旅顺中路、金柳路、柳树街围塑具有新地域气质的大连西郊国家森林公园入口区域。其中，“一心”指的是以滨水游览和科普宣传为中心的大型生态公园，“两带”指的是串接景区的南北道路景观带，“四区”分为滨水景观区、花木观赏区、科普考察区以及生态研究区，“六大主题开放空间”有中轴筑鼎、春雨凝香、夏日林荫、秋枫映红、冬雪庆欢、百花亲水。依靠环湖规划透水自行车道、木栈道、汀步等不同类型的慢性交通及步行系统，将各分区及节点完整串联起来，积极引进特色观赏植被，展示出色彩绚烂变化，演绎出四季变化的同时，也为游客营造多种游乐体验。
根据项目的生态环保意义以及对周边区域城市发展的功能，将研究学习与活动交流加以考虑，把公园分为以下四个功能区：
滨水景观区
此片区域位于公园西南侧，营建于旅顺中路与西山湖之间的绿地上，占地面积12万平方米，是大连西郊国家森林公园的东大门，也是西山湖公园打造游览作用的重点区域。作为城市与自然过渡地段，设计时纵向以20-50米为组团，保证车行路道路景观的序列韵律、节奏尺度，横向以5-14米为屏障，保证车行道路与游览空间的隔离。作为开放式公园的入口区域，重点在打造活动丰富的公共空间。包括：营建中轴广场向纵向延伸的视觉走廊；打造活跃公共的欢乐广场商业娱乐步行街；打通整体驳岸木栈道，建立从场地东南角与整个公园的步行连接；建设全新标示系统，创造大连西郊国家森林公园的主题LOGO等。
花木观赏区
位于公园中北部，占地约2.15万平方米，景观设计概念主要体现3大元素—水体、驳岸、林地。主要体现和突出公园的滨水绿带特征，强调与场地外的生态连接。通过将三类主题元素的交互，创造场地内60%以上的林地属于近自然常绿与落叶阔叶混交林地。这一类型的林地比现状植被环境具有更高自然度，层次结构丰富，生态功能包括微气候改善、碳汇、栖息地提供等方面也更加强化。此区域地势较高、视线开阔，设计有观景楼阁远眺水中生态岛，观景亭台借景对岸景观风光，更提供探幽游玩的猎奇廊道。此区域设计的首要目标强化滨水绿地的形象特征。
科普考察区
位于场地西部，是西山湖上游荒没区域，设计面积3.87万平方米。设计团队在研究西山水库近五十年来水文资料的基础上，通过水生、湿生、陆生植物有目的种植，对生态湿地的保护和再生加以维护，满足原有动物的栖息与繁衍，营建生态湿地调查研究的场所，形成一块具有培养教育科普知识文化的景观区域。观赏空间主要围绕湿生植物群落设计，通过自然生态保全再生机能的鉴赏观察，更加使公园成为让市民能够休憩游览的湿地花园。
生态研究区
在原有湖心湿地的基础上挖淤填筑成七座生态岛屿，结合水位规律科学配植陆生、湿生、水生植物，营造适宜鸟类、昆虫类、鱼类、爬虫类动物的繁衍环境，通过湖水的阻隔最大限度使岛上生态环境不受外界人为因素干扰，恢复纯粹的自然湿地，为科学研究提供生态场所，也使湖中生态岛屿发挥水质净化功能。同时作为湖中景观，对应背景山峰的立体造型，建立强烈的视觉关系，演绎出西山湖公园自然生态山水环境的整体形象。
设计团队充分调研了大连西部城区植物群落，在现状驳岸乔木系统基本保留的基础上，采用“适地适树”的规划配植方法，优化树种群落结构，优先选用本土具有观赏价值的植物种类，保留并新增变色树种，在六大主题开放空间内打造四季变化的植物群落景观。配植构建复层植物空间，乔、灌、草、地被相结合，水生沼生湿生耐湿植物群落的多种植物配植，形成稳定自然，并具有自然性-景观性-功能性西山湖区域特色的绿化植物群落景观通过三大主要策略实现：
确定常绿植物和落叶植物的种植比例为1:3，做到四季观赏景观均衡、降低冬季时间长带来的凄凉感。常绿植物选用青扦云杉、黑松、樟子松、矮紫杉、铺地柏等。植物组团注重色彩、质感、形态及空间组合变化，乔木选用国槐、五角枫、蒙古栎、银杏、皂角、法桐、垂柳、紫叶李、碧桃、玉兰、海棠等，灌木有迎春、木槿、榆叶梅、丁香、红瑞木等，丰富植物季相变化，营建六大植物主题开放空间。
针对功能分区的不同建立区域特色的同时，注重节约型园林的建设。选用白蜡、国槐等乡土树种，地被选用宿根花卉及自播野花组合替代草坪，节约灌溉用水，降低日后养护费用。选用低维护管理的树种，避免有毒的、玷污性的或产生大量花粉的植物，合理配植花卉类植物，丰富水生植物和水岸植物，促进河流的自净能力和加强水土保持力，并丰富湖滨景观。
新增活水湿地，在上游进入场地前端荒没区改进湿地功能，包括沉淀前池，浅水湿地植物区以及深水湿地植物区，通过各区不同的水力特征和生化反应类型达到水质净化的功效，同时也形成较好的景观效果。湿地配植根系发达，氮磷等污染物吸收能力强的如灯心草、芦苇、香蒲、菹草等水生植物。