Den 56-årige skotten kom in som manager i West Ham även under säsongen 2017–2018 och räddade då fotbollsklubben från nedflyttning.
”Det är underbart att vara tillbaka. Det känns fantastiskt att komma hem. Jag känner mig väldigt stolt över att vara tillbaka här i West Ham”, säger Moyes, som skrivit på ett kontrakt över ett och ett halvt år, till West Hams webbplats.
Efter 19 av 38 omgångar ligger West Ham på 17:e plats i den engelska ligan, en poäng över nedflyttningsstrecket. Chilenaren Pellegrini fick sparken efter lördagens 1–2-förlust hemma mot tabelltvåan Leicester.
David Moyes har tidigare bland annat tränat Everton och Manchester United. West Hams nästa ligamatch är hemma mot Bournemouth på nyårsdagen.