清原はそのまま西武に入団、背番号は3。ルーキーイヤーの1986年、オープン戦ではプロの洗礼を受け本塁打を1本も打てないまま開幕を迎えるが、打撃フォームの修正を重ね、開幕2戦目（4月5日）の南海ホークス戦の6回表から一塁の守備につき途中出場でプロ公式戦デビューすると、第1打席では四球、第2打席には藤本修二からプロ初打点・初安打かつ、初本塁打を打つ。試合は2対4で負けたが、個人的な活躍から、なおも大喜びしていたため、「味方の負け試合でそんなに天真爛漫に喜ぶやつがあるか」と怒られてしまったという。打たれた藤本は試合後のインタビューで、「本塁打よりもその前の打席で誘い球にも手を出さず、ベテランのようにきっちり四球を選んだことのほうが驚きだった」という内容の言葉を残している（清原はこのことを自著で「自分たちのチーム（南海）が優勢で浮かれていたろうし、なにより自分を新人だと思って手を抜いていただけ。だから単調で読みやすかった」と語っている）。その後は4月8日に8番で初スタメン出場を果たすと以後はスタメンに定着。徐々に打順を上げ、5月27日には早くも5番を任されることとなった。前半戦を打率.252、11本塁打で折り返し、オールスターゲームにはファン投票で1位選出された。高卒新人がオールスターに出場したのは1954年の梶本隆夫（阪急）、1955年の榎本喜八（大毎）、1970年の太田幸司（近鉄）に次ぐ史上4人目だったが、清原はその中で初めて安打、本塁打を放った選手となった（第1戦で安打、第2戦で本塁打）。第2戦ではMVPを獲得している。後半戦だけで20本塁打をマークし、9月には高卒新人初となる月間MVPを受賞した。同年のチームは調子が上がらず、前半戦は下位を低迷していたものの、清原が調子を上げるのに合わせてチームの成績も上がり、バファローズと激しい優勝争いを演じた。9月27日の近鉄戦では初回に28号を放ち豊田泰光の高卒新人本塁打記録を33年ぶりに更新すると、8回にも29号を放ち、長嶋茂雄のルーキーシーズンの記録に並んだ。10月7日のロッテ戦で初の4番に抜擢され、その試合で1点ビハインドの6回、田子譲治から高卒新人史上最多の31本目の本塁打を放って1959年の桑田武に並ぶ新人本塁打記録の最多タイ記録を達成。桑田は達成時は23歳、清原は19歳であった。同点で迎えた7回には二死二塁の場面でプロ初の敬遠も経験した。10月9日、2安打1打点で勝利に貢献し、チームの優勝が決定。当時はシーズン130試合制だが、129試合目まで争いがもつれた。この時点で打率.301であったが、翌日のシーズン最終戦では森監督が清原に出場するかどうかの打診をし、清原は「出ます」と出場して3安打を放って打率を.304まで伸ばした。1986年シーズンは本塁打31の他、打率.304及び打点78も1955年・榎本の打率.298・67打点を更新する高卒新人の歴代最高記録を残し、新人選手の二桁本塁打は27年ぶり、5人目の快挙であり、新人王に選出された。同年の日本シリーズには8試合全てに4番・一塁でフル出場を果たし、初戦で自打球を左足に当てて親指を骨折するというアクシデントに見舞われたものの、打率.355（31打数11安打）でシリーズ首位打者および最多安打を記録して、チームの日本一に貢献。シリーズ優秀選手賞を獲得した。この年は流行語大賞を獲った「新人類」の代表として、工藤公康、渡辺久信と表彰式に出席した。1987年は打率.259と下がり、2年目のジンクスに陥る形となったが29本塁打を放つなど長打力は健在で打点は前年を上回った。また三振数も100を割った。日本シリーズでは、王貞治監督率いる巨人と対戦。西武3勝と王手をかけていた第6戦では、清原の先制2ラン本塁打などで3対1とリードし、9回ツーアウトになった時、一塁の守備についていた時に涙を流し、試合が一時中断となった。清原は自著の中で「9回、ファーストから、三塁ベンチの巨人の選手、王さんの姿が見え、ドラフトのことを思い出し涙が止まらなくなった」と述べており、二塁手の辻発彦になだめられた。この試合に先発し9回のマウンドに立っていた工藤公康は、試合後のインタビューで「（あと1アウトで胴上げ投手だったので）どんなガッツポーズをしようか考えていたのに、アイツ（清原）が泣きやがってそれどころじゃなくなった」と答えつつも、「あの涙は本当に美しかった」と語っていた。1988年も前年同様全試合出場を果たし、31本塁打をマークし、打率も前年より上げた。7月5日のロッテ戦では小川博からプロ入り初となるサヨナラ本塁打を打っている。中日との日本シリーズでは第1戦の2回小野和幸から特大の先制ソロ本塁打、第4戦では5回に上原晃から2ラン本塁打、第5戦では6回に小松辰雄からソロ本塁打など3本塁打を打ちチームも4勝1敗で3年連続日本一、優秀選手賞を受賞した。1989年6月4日には史上最年少となる21歳9ヶ月での100号本塁打を達成。しかし、優勝争いの真っ只中の9月23日、対ロッテ戦で、4回に平沼定晴から受けた死球に怒り、バットを放り投げ乱闘を起こしたとして初の退場処分を受け、パリーグから即日「厳重戒告・制裁金30万円・2日間出場停止」の処分が下された。このため、前日まで続いていた清原の連続試合出場は490でストップした。なお、この件は後に、2015年10月11日放送の『行列のできる法律相談所』で、改めて謝罪した。最終成績は35本塁打を放ち、打率.283を残した。三振数は60で、これは規定打席に到達した年では自己最少の数字だった。1990年は打率.307、37本塁打、94打点をマークした。37本塁打は自己最多である。自身2度目の打率3割を達成したが、これ以降は規定打席に到達しての3割は記録できなかったため、規定打席到達の3割は同年が最後だった。規定打席到達のキャリアハイの打率もこの年である。オフの契約更改では当時としては史上最年少となる23歳で1億円プレイヤーとなり、「25歳までに1億円プレイヤーになる」という願望を成し遂げた。1991年は、開幕7試合で6本塁打と最高のスタートを切るも、そこから35試合・151打席のあいだ本塁打が出ないという極端なスランプに陥り、成績を落とした。1992年6月26日には同じく史上最年少となる24歳10か月で200号本塁打を達成。同年は最高出塁率のタイトルを獲得した。しかし、日本シリーズでは野村監督率いるヤクルトに研究され絶不調に陥り、第4戦から第7戦まで17打席無安打となり、第7戦は途中で守備からベンチに下げられて胴上げの瞬間はベンチで迎えた。1993年5月3日の対ロッテ戦（西武球場）で、伊良部秀輝との対戦時に当時の日本球界最速の158km/hのストレートを投げられた（最後は157km/hのストレートをセンター前に打ち返し、対戦は清原に軍配が上がった）。同年は三振数が120となり、5年ぶりに三振数が100を超えた。清原はこの時の事を度々回想している。1994年も三振数が100を超えたが、一方で四球も100を超えるなど選球眼の良さが光った。四球が100を超えるのは4年ぶりだった。1995年は右肩を脱臼、安打100本未満に終わったが、自身通算で最高のIsoD（出塁率 - 打率）を記録したシーズンとなった。9月19日での試合でオリックスがリーグ制覇を果たしプロとして初めて相手チームの優勝を見届けてしまい、球団自体も黄金期に終止符を打つ事となる。1996年は前年より打撃3部門全てを上回った。打率は.257と不調だったが8年ぶりに全試合に出場し、4年ぶりに30本塁打以上をマークした。かつては王貞治を超えるのは清原しかいないとまで言われ、森祇晶の監督在任中の9年間でリーグ優勝8度、日本一6度を成し遂げ名選手を多数輩出した「西武黄金時代」の4番に君臨、3番・秋山幸二とのコンビは「AK砲」と呼ばれた。88年はタイ・バンバークレオが加わり「AKB砲」となり、89年以降はオレステス・デストラーデに代わって「AKD砲」となる。森は清原の能力と人柄を非常に高く評価しており、西武監督退任時に「清原は年々、野球への考えが進歩してきている」と述べている。森は清原に対してサインらしいサインはなく基本ノーサインだったという。当時西武の一軍打撃コーチだった土井正博は「今だから何でも言えるけれど、清原を二軍スタートさせようと言い張ったのは森さん自身。ところが堤義明オーナーのバックアップがあると知ったら、ガラリと態度を変えて、自分が我慢して使ったと言う。（森は）毀誉褒貶の激しい人だった」と述べている。森が2005年に野球殿堂入りしたときは一番に駆けつけて祝辞を述べ、森がハワイに移住後も付き合いが続いている。日本シリーズでは一度もMVPは獲れなかったが、1986年と1988年は優秀選手に、敗戦した1993年と1994年は敢闘賞に選出されている。引退後、西武時代は毎年自らの年度ごとの通算本塁打数を王のそれと比較していたと語った。清原本人も自分は恵まれすぎていると自認していたが、それだけにジレンマを感じていた事とFAの資格を得て、憧れていた巨人への移籍が可能になったことから、オフにFA宣言。巨人と阪神が獲得に名乗りを上げた。