Dengan begitu, pelatih asal Kroasia tersebut menjadi juru taktik pertama yang dipecat di Liga Premier Inggris musim 2020/21.
The Baggies hanya mengumpulkan tujuh poin dari 13 pertandingan liga, dengan mencatatkan delapan kekalahan, meski mereka secara mengejutkan berhasil menahan imbang Manchester City 1-1 pada Rabu.
Baca juga: Dominasi Manchester City atas West Brom berbuah hanya satu poin
Asisten pelatih Dean Racunica dan Danilo Butorovic juga hengkang dari West Ham, begitu pula pelatih tim utama Julian Dicks.
West Brom dalam sebuah pernyataan resmi mereka mengucapkan terima kasih kepada Bilic dan staf pelatihnya "atas upaya mereka membuat klub promosi musim lalu."
Pelatih berusia 52 tahun tersebut menandatangani kontrak dua tahun ketika ia menggantikan Darren Moore di The Hawthorns pada Juni 2019.
Baca juga: Slaven Bilic didenda karena perilaku tidak pantas
Ia mengantarkan Albion promosi ke Liga Premier Inggris musim lalu, saat mereka finis kedua di divisi Championship.
Namun, mereka hanya memenangkan satu pertandingan liga musim ini, mengalahkan klub terbawah Sheffield United 1-0 pada 28 November.
Sebelumnya, ia telah memimpin timnas Kroasia di dua kompetisi Piala Eropa, dengan finish di perempat final pada 2008 setelah mereka menyingkirkan Inggris di babak kualifikasi.
Ia juga pernah melatih di Hajduk Split, Lokomotiv Moscow, Besiktas dan Al-Ittihad.
Sam Allardyce, Nigel Pearson, Mark Hughes dan Eddie Howe dikabarkan menjadi kandidat untuk menggantikan Bilic.
Baca juga: Bilic pertanyakan keputusan wasit ketika West Brom kalah lawan Everton
Baca juga: Bilic mau West Brom segera terbiasa lagi dengan atmosfer Liga Premier