小学6年生のころから「将来は声を使った仕事をしたい」と1番は声優、2番はアナウンサー、3番は漫画家になりたいと文集に書いた。

中学生のころ、友人からも「声優になったら?」と勧められた。当時はまだ声変わり前で「特徴的な高い声」だったため、「自分でももしかしていけるかな」と思い、声優や演技が学べるクラーク記念国際高等学校の声優コースに進学する。

2009年、第3回81オーディションに参加、特別賞を受賞し、養成所に入る。2011年5月より81プロデュースに所属となった。

2015年7月16日、入江玲於奈、谷口悠の3人からなるエンターテイメント集団「大井町クリームソーダ」を発足。西山は大井町クリームソーダ2号。

2018年、『学園ベビーシッターズ』でテレビアニメ初主演。初めての主役で「かなり気合いが入った現場」だったといい、「主演をしないと見られない景色」があると気づかされたという。同年、第12回声優アワードにて新人男優賞を受賞。

2020年、ミニアルバム『CITY』でランティスよりソロ名義で歌手デビュー予定。