2012年11月20日、阪神と2年総額4億円プラス出来高で契約。入団交渉の際には本人の申し出により球団提示額から1億円を返上して出来高に置き換え、ポジションの確約も辞退した。背番号はロッテ時代と同じ「7」になった。会見では「すごく伝統のあるチームで思う存分、暴れたい」と語った。2013年は、「1番・二塁手」としてレギュラーに定着。前年リーグ5位だった阪神を2位に押し上げる原動力となった。開幕戦の対東京ヤクルトスワローズ戦（明治神宮野球場）で移籍後初安打・初打点を含む3安打2打点を記録。4月2日の対中日ドラゴンズ戦（京セラドーム大阪）では9回にサヨナラ適時打を放った。5月4日の対ヤクルト戦（阪神甲子園球場）でNPB/MLB通算1,000本安打を達成。5月11日の対ヤクルト戦（松山中央公園野球場）で1試合5安打を記録、5月18日の対福岡ソフトバンクホークス戦（甲子園）では交流戦最多記録（通算5本目）となる先頭打者本塁打を放った。5月21日の対西武戦（西武ドーム）では左膝の異変を訴え、指名打者として出場した が、6月5日の対西武戦（倉敷マスカットスタジアム）でこの年2度目のサヨナラ適時打。リーグ戦の再開後は、7月10日の対中日戦（沖縄セルラースタジアム那覇）で3安打4打点を挙げ、同月16日の対読売ジャイアンツ（巨人）戦（甲子園）で日本通算1,000本安打を達成。一軍監督の和田豊からは、前半戦のMVPに選ばれた。オールスターゲームには、ロッテ時代の2005年以来2度目となる二塁手部門でのファン投票1位で出場。しかし、左膝の状態が思わしくないことから、7月30日に移籍後初めて出場選手登録を抹消された。8月16日に一軍へ復帰し、2安打と決勝点のホームを踏んだ。8月30日の対広島東洋カープ戦（甲子園）では、プロ入り後初めて三塁手として出場。9月7日の対巨人戦（甲子園）では、ロッテ時代の2009年以来4年ぶりに3番打者で出場し2安打1打点を挙げた。シーズン終了後、二塁手としては初のベストナインを受賞。ロッテ時代に遊撃手部門で3回選出されていたため、セ・パ両リーグでのベストナイン受賞を達成した。2014年、3月30日の対巨人戦（東京ドーム）の2回裏の二塁守備で、大竹寛が放った浅い飛球を追って背走中に右翼手の福留孝介と交錯（記録は右越2点三塁打）。後頭部から人工芝のグラウンドに落下した。西岡自身には手足を動かせるほどの意識があったが、審判団や球場に常駐する医師の判断で試合が25分間中断。グラウンドに乗り入れた救急車で病院に搬送された。脳には異常が認められなかったものの、鼻骨の骨折・胸部の打撲・軽度の左肩鎖関節の脱臼・左右の第1肋骨骨折が判明したため、4月1日に出場選手登録を抹消された。6月27日の対中日戦（甲子園）で、「1番・三塁手」として一軍へ復帰。前述の激突以来初めて東京ドームに登場した7月11日の対巨人戦では、6回表1死2・3塁の場面で代打に起用されると、「内野を5人で守る」という巨人野手陣の変則シフトをかいくぐって無人の中堅へ2点二塁打を放った。しかし、右肘痛の発症で打撃不振へ陥ったことに加えて、激突の影響による背中の痛みが再発。国内フリーエージェント権の資格取得条件を満たす予定だった7月23日に、登録を再び抹消された。9月に再び一軍へ復帰してからは代打に専念。チームのシーズン3位で迎えたクライマックスシリーズ以降は、「1番・三塁手」としてスタメンに復帰すると、チームの日本シリーズ進出に貢献した。ソフトバンクとの日本シリーズでも全試合でスタメン出場したが、第5戦（福岡 ヤフオク!ドーム）の9回表1死満塁で迎えた打席で一塁へのゴロを放った際に、ラインの内側を走ったため守備妨害と判定。このプレーによって、チームのシリーズ敗退が決まった。シリーズの終了後には、右肘遊離軟骨の除去手術を受ける 一方で、12月7日には徳澤との離婚を発表した。2015年、春季キャンプで正二塁手への復帰を目指したものの、自身の故障を機に正二塁手へ定着した上本博紀との兼ね合いで、正三塁手として公式戦の開幕を迎えた。しかし、右肘屈筋挫傷の発症で5月23日から長期にわたって戦線を離脱する など、シーズンを通じて不調に見舞われた。シーズン終了後には、一軍監督へ就任したばかりの金本知憲へ「もう一度二塁で勝負したい」と直訴したところ、金本から「翌2016年の春季キャンプの内容次第で外野に転向させる」と通告。12月5日の契約交渉では、減額制限（40%）一杯の推定年俸1億800万円（7,200万円減）で契約を更改した。2016年、春季キャンプから上本・大和との正二塁手争いを展開した末に、公式戦の開幕から「7番・二塁手」としてスタメンに定着。甲子園球場でのシーズン初公式戦（4月8日の対広島戦）では、同点で迎えた9回裏1死1・3塁の打席で、金本阪神に初めてのサヨナラ安打をもたらした。後に左太ももの裏を痛めたことから、一時は戦線を離脱。復帰後も、右打席での打撃や、二塁手としてのショートスローに不安を抱えながらのプレーを強いられた。このため、6月12日の対北海道日本ハムファイターズ戦（札幌ドーム）では、プロ入り後初めての外野守備を経験。7回表の守備から左翼手、8回表には中堅手として守備に就いた。しかし、7月20日の対巨人戦（甲子園）2回裏2死3塁からの打席で安打（同点適時打）を放って一塁へ向かう際に転倒。自力で起き上がれないほどの重症だったことから、そのまま交代して病院へ向かったところ、検査で左アキレス腱の断裂が判明した。一時は現役からの引退を決意した（詳細後述）が、7月26日に患部の縫合手術を受けた うえで、残りのシーズンをリハビリに専念。一軍公式戦では通算で打率.295を記録したものの、55試合の出場で本塁打はなく、盗塁も6個にとどまった。なお、シーズン終了後の契約交渉では、推定年俸9,000万円（1,800万円減）という条件で翌2017年の契約を更改。更改の直後には、「『契約してもらった』と言った方が正しい（ような立場な）ので、（2017年の年俸の）金額（が記された資料）を見ずに、球団から提示された条件をそのまま受け入れた」とのコメントを残した。さらに、ロッテ時代から親交のある糸井嘉男が国内FA権の行使によってオリックス・バファローズから移籍したことに伴って、ロッテ時代の2003年から延べ12シーズン着用してきた背番号7を糸井へ譲る意向を表明した（詳細後述）。2017年、前年まで3年間在籍していたマウロ・ゴメスの退団によって空いた背番号5を着用しながら、春季キャンプからレギュラーシーズンの前半戦まで、二軍での調整に専念した。5月30日には、ソフトバンクとのウエスタン・リーグ公式戦（タマホームスタジアム筑後）で、「4番・指名打者」として実戦に復帰。一軍で一塁手のレギュラーが固定されていないことを背景に、6月27日に出場したオリックスとの同リーグ公式戦（阪神鳴尾浜球場）では、プロ入り後初めて一塁の守備に就いた。チームの後半戦開幕日であった7月17日におよそ1年振りの出場選手登録を果たすと、同日の対広島戦（甲子園）に「1番・一塁手」としてスタメンで出場。5回裏の第3打席では、右投手の野村祐輔から、左打席で一軍公式戦1年振りの安打を放った。以降の公式戦では、上本が開幕から正二塁手へ再び定着していることや、途中入団のジェイソン・ロジャースに一塁を守らせることなどを背景に一時「1番・中堅手（または左翼手）」として起用。後に、上本との併用扱いながら、二塁手としてのスタメン復帰も果たした。8月19日の対中日戦（ナゴヤドーム）では、5回表の打席で出塁した後に、二塁への盗塁成功によって一塁公式戦復帰後の初盗塁を記録した。8月は月間打率.311を記録するなど好調だったが、23日の対ヤクルト戦（神宮）5回裏に三塁走者としてロジャースの三塁ゴロで本塁へ突入した際に、走路上にあったロジャースのバットを避ける目的で跳び上がった直後の着地で左踵を打撲。打撲自体は軽症だったが、前年に断裂したアキレス腱への負担を憂慮する首脳陣の方針で、翌24日から 9月4日まで戦列を離れた。2018年、首脳陣が遊撃手への本格復帰構想を立てたが 、（外野手・遊撃手・二塁手としての起用を視野に入れた）「ジョーカー」に相当する扱いで、2年振りに開幕一軍入りを果たした。開幕後は二塁のスタメンや代打を中心に起用されたが、公式戦18試合の出場で打率が.152にとどまるほど振るわず、5月18日付で出場選手登録を抹消された。故障以外の理由による抹消は、阪神へ移籍した2013年以降のシーズンでは初めてである。同年9月21日に再び登録されたものの、10月1日に戦力外通告を受けた。西岡自身は翌2日に、自身のinstagram公式アカウントで通告の事実を公表。球団の正式発表より早い公表だったが、この年限りで阪神を退団するとともに、NPBの他球団で現役生活を続ける意向があることを示した（詳細後述）。結局、シーズン最終盤の10月5日に、出場選手登録を抹消。チームも17年振りにセ・リーグの最下位でシーズンを終えたため、抹消前日（4日）の対ヤクルト戦（甲子園）7回裏に代打で喫した空振り三振が、阪神選手としての最後のプレーになった。なお、シーズン終了後の11月13日には、トライアウト（タマスタ筑後）へ参加。フリーバッティング形式で4人の投手と左右2打席ずつで対戦すると、ロッテ時代のチームメイトだった成瀬善久から右打席で二塁打を放ったが、4打数1安打2三振という内容でトライアウトを終えた。その後もNPB他球団からは獲得のオファーがなく、12月2日付でNPBから自由契約選手として公示された。