Efter två omräkningar fick AM Byron Davies plats med 15.862 röster - en majoritet på bara 27.
Labour's Liz Evans fick 15.835.
Den politiske experten Richard Wyn Jones, från Cardiff University, berättade för BBC Wales att det var "ett bittert slag" för Labour som hade innehaft valkretsen i nästan 100 år. Vinsten har tagit räkningen av Tory-hållna platser i Wales till 11.
"Jag är helt glad att folket i Gower har satt sin tilltro till mig," Byron Davies sade.
Under tiden har Stephen Kinnock, son till den f.d. labourledaren Neil, blivit parlamentsledamot efter det att Labour hade gripit Aberavon.
På andra håll höll partiet också Neath, Llanelli och Swansea East.
Konservative Stephen Crabb behöll sin Preseli Pembrokeshire plats där han har varit ledamot sedan 2005.
Labour's Geraint Davies höll Swansea West och Plaid Cymru's Jonathan Edwards höll Carmarthen East. Tory Simon Hart höll Carmarthen West och South Pembrokeshire.
De konservativa har vunnit valkretsen Gower - ett säte Labour har innehaft i mer än 100 år.