Walker-Peters, graduado en la academia del Tottenham Hotspur, disputó más de 200 partidos con el Southampton, 33 de ellos en la Premier League la temporada pasada, cuando el club de la costa sur sufrió el descenso más temprano de la historia de la competición.
El futbolista de 28 años también ha sido internacional con Inglaterra en dos ocasiones, ambas en 2022.
"Siento que esto llevaba mucho tiempo gestándose; en el pasado ya se me había vinculado con el club y ahora estoy feliz de estar aquí", dijo Walker-Peters en un comunicado.
"Hablé con (el entrenador) Graham Potter y él fue una parte muy importante para que tomara la decisión. Siempre me ha gustado su estilo como entrenador, y creo que se adaptará bien a mí".
El West Ham, que terminó en 14ª posición la temporada pasada, comenzará su campaña 2025-26 en la Premier League el 16 de agosto con un viaje a Sunderland.