장항리사지는 경주시 문무대왕면 장항리에 위치한 토함산 동쪽에 있는 절터로, 절의 이름을 정확히 알 수 없어 마을의 이름인 장항리를 따서 장항리사지라고 부른다. 금당터를 중심으로 동탑과 서탑이 있었으나, 도굴범에 의해 붕괴된 것을 1932년에 복원이 가능한 서탑만을 새로이 복원해 놓은 것이다.
높이 9m의 5층석탑으로 신라시대 석탑 양식의 전형적인 특징을 보여주는 큰 규모의 석탑으로 이중기단을 가졌고 상륜부에는 노반만 남아 있으며 하층기단은 비교적 넓게 만들어져 안정감이 있다. 1층 몸돌 4면에 도깨비형태의 쇠고리가 장식된 2짝의 문을 조각하고, 각 면에 한 쌍의 인왕상을 정교하게 새긴 희귀한 수법을 보여 주고 있다. 조각 수법으로 보아 8세기의 작품으로 평가된다.
전체 비례가 아름답고 조각의 수법도 우수하여 8세기 전반 석탑의 새로운 양식을 보여주는 걸작품으로 평가되고 있으며, 신라 석탑 연구에 귀중한 자료이다.