期至日治初期，西势厝地区为一街庄，称为「西势厝庄」，隶属于二林上堡。该庄西北与田中央庄为邻，北边汴头庄为邻，东与阿妈厝庄为邻，东南边为海丰崙庄，西南边为周厝崙庄，西边为涂仔崙庄。1901年（日治明治三十四年）11月，全台废县厅改设二十厅，该庄隶属于彰化厅。1903年（明治三十六年）6月，该庄编入「溪湖区」，隶属于彰化厅。1909年（明治四十二年）10月，合併二十厅为十二厅，溪湖区改隶属于台中厅。1920年（大正九年），废厅、支厅、区、街庄改设州、郡、街庄、大字，该庄改制为「西势厝」大字，隶属于台中州员林