Bernd Maskey tog 70,6 % av omröstningen vid torsdagens val med 16 211 röster. Deltagandet på 37,53 % var en av de lägsta för Nordirland.
På andra plats var SDLP: s Alex Attwood på 3,088, med Gerry Carroll av människor före vinst tredje på 1,751.
Bivalet hölls efter att Sinn Fein president Gerry Adams avgick tidigare i år för att bli medlem av Republiken Irlands parlament.
Brian Kingston av DUP tog 1.393 röster, Bill Manwaring av UUP 386 och Aaron McIntyre av Alliance Party 122.
Resultatet sågs av många som en självklar slutsats eftersom det är det säkraste sätet i Nordirland och det fjärde säkraste i Förenade kungariket.
Det totala valdeltagandet på 37,53 % sjunker till 37,35 % när bortskämda röster utesluts. Den tidigare rekordlåga siffran var 38,75 % vid North Down 1995.
Maskey, som är ledamot av plenarförsamlingen och sedan länge ledamot av Belfasts stadsfullmäktige, firade också sin 44-årsdag.
Han sade att han inte var oroad över valdeltagandet och tillade att man hade ombetts att avge tre separata röster för bara fem veckor sedan för Nordirlands församling, lokala myndigheter och AV-omröstningen.
Han sade: "Jag är glad att bli vald av folket, de har stött Sinn Fein ännu en gång för deras Westminster plats."
"Starkt arv"
Tillsammans med hustrun Patricia och hans bror, kollegan Sinn Fein MLA Alex Maskey, hyllade han sin föregångare eftersom han lovade att förbättra livet för människor i en valkrets som har några av de sämst lottade stadsdelarna i Nordirland.
"Denna del av staden går framåt och jag kommer att sträva efter att vara en del av det och arbeta outtröttligt för att göra vad jag kan för folket i västra Belfast", sade han.
"Jag tar på mig det stolta och starka arvet från Sinn Fein-partiets president Gerry Adams och ser nu fram emot utmaningarna framför mig."
Adams presenterade sin efterträdare med en särskild hurley för att markera resultatet som andra anhängare uppmanade honom att blåsa ut ljusen på en födelsedagstårta.
"Det är Paul Maskeys kväll", sa Sinn Fein president.
"Än en gång har Sinn Fein i västra Belfast levererat och vi har levererat mycket."
Sinn Feins parlamentsledamöter har inte satt sig i Westminster för att de vägrar svära en trohetsed till drottningen.
Sinn Fein's Paul Maskey har valts till ny parlamentsledamot för West Belfast.