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西区于2003年初开始编制20032020年总体规划。规划原则为：为天津开发区经济实力、综合竞争力的增强提供空间保证；为西区的分期、滚动开发提供相应的成组团（区中园）布局结构；为推行基础设施和公建项目的市场化、社会化运作，提高服务效率和竞争力提供便利条件；强调功能分区，合理规划布局，建设成为现代化的科技园区。
  功能定位 西区是天津开发区建成区的整体（管理、产业、空间等）延伸，开发区先进制造业的重要载体，滨海新区高端制造业的重要组成部分。天津市对其功能定位：继续发挥示范、辐射、带动作用，建成中国北方加工制造工业中心之一、科技成果的转化基地。
  人口规模 规划期末区域常住人口为8万人，就业岗位容量人数预计为20万人。
  园区布局结构由于京津塘高速公路从区域东西向穿过，将规划区自然分为南北两大综合区，南北向汉港公路和中心庄规划道路的落位，与京津塘高速公路相交，和四周道路相围合形成用地基本均匀的6个组团——“区中园”的布局结构。分别为东南组团、东北组团、中南组团、中北组团、西南组团、西北组团。
  功能分区 北部综合区主要考虑与起步区相适应的各类产业区，以形成现代制造加工为主的产业群。南部综合区主要形成以高科技产业为主的园区。在6个组团的中心地段、临近联系各功能区的“环路”布置综合服务区，为每个产业区独立开发和分期实施创造条件，相互之间又可以通过便捷道路和预留的轨道交通相联系。在南部综合区的东部组团规划形成区级的服务中心。
  综合服务区规划 规划结合自然地形在东南组团建设开发区西区中心商务区，集中反映西区的现代风貌和时代气息，增加西区的吸引力。在每个产业园区中心区域安排商业金融设施、公寓和娱乐休闲等设施，形成产业园综合服务区。商业金融业用地设置遵循“大集中，小分散”“便民不扰民”的原则。规划综合产业区总用地234.42平方千米。
  工业、仓储用地规划 体现生态工业园设计思想，应对企业项目和类别有所选择，所有产业园均以规划一类工业用地为主。主要发展大型电子信息工业、汽车零部件等现代加工制造业、生物医药工业、绿色食品加工等产业，以高新技术产业为主。用地面积2243.32平方千米。结合铁路东南环线，形成物流配送中心。服务西区各产业园中的企业。仓储用地面积14.42平方千米。
  园林绿地规划 以规划的大型集中绿地为代表，形成观光旅游和休憩的场所。各组团的集中绿地，将以开放性景观公园为主要表现形式，其服务对象为就职员工和部分家属。公园布置体现人性化，强调人与自然的融合性。沿道路、铁路两侧的绿化带和高压电力线走廊的绿化带结合，形成西区多条绿色通道。结合路边沟形成水系网络，成为流动、有活力的生态景观。综合服务区的适当位置分别设置小型公园，让绿地贴近就业的各类人员和居民的工作和生活，让人们有休憩、玩耍的地方。
  对外道路交通规划 公路：京津塘高速公路、唐津高速公路、津滨高速公路、津歧公路延长线、津北公路（在内服从规划干道线路走向）、汉港公路、茶金公路、中心庄路，在区域边缘和中心穿过。铁路：铁路东南环线南北向通过该地区中部，现状为单线，规划为复线。在规划范围内设民生村站。铁路东南环线是天津港1000万吨煤下海的配套工程，是通向天津港南疆码头的铁路通道。航空：规划开发区西区可利用津滨高速公路和津北公路的短途运输，实现与滨海国际机场的快速联系，两地相距约10千米。水运：西区距天津新港19千米，通过高速公路和铁路与天津新港的联系十分便利。快速轨道：西区地域南侧，沿津塘公路已经在修建津滨快轨，并在开发区西区北侧规划有平行于津滨快轨的津滨快轨2线。规划在南北两条快轨线路之间建立联络线，将快速轨道直接引入区内。
  内部道路交通规划 西区区内道路结构主要以平行于京津塘高速公路、津滨高速公路、杨北公路（港城大道）、津歧公路延长线、汉港公路、中心庄路形成方格网状的结构。将京津塘高速公路、津滨高速公路、杨北公路、津歧公路延长线、汉港公路、中心庄路的区内段作为地区过境道路，津北公路区内段改线，可由区内主干道环线绕行。区内构成井字形主干道路网，并在各组团内补充次干道网络。区内规划道路红线宽分别为60米、40米、30米、20米，规划横断面分别为60米宽道路：12（人行道、绿化、慢车道）12（车行道）12（中央分隔带）12（车行道）12（人行道、绿化、慢车道）；10（人行道、慢车道）8.5（车行道）3（人行道）8.5（车行道）10（人行道、慢车道）；6（人行道）18（车行道） 6（人行道）；3（人行道）14（车行道）3（人行道）。轻轨：规划在井字形环线内侧设置一条轨道环线，用以解决区内6个组团的交通联系。