La medida generó una enconada reacción de Taiwán y potencialmente incrementará aún más las tensiones entre Taipei y Pekín, que considera a la isla como una provincia rebelde.
Además, el gobierno de Panamá "reconoce que existe una sola China en el mundo" y "Taiwán forma parte inalienable del territorio chino".
"Panamá rompe hoy mismo sus relaciones diplomáticas" con Taiwán, y se compromete a dejar toda relación o contacto oficial con Taipei, dice el comunicado.
El presidente panameño, Juan Carlos Varela, anunció el acercamiento con China y la ruptura con Taiwán en un mensaje en cadena "al país y al mundo".
La vicepresidenta y canciller de Panamá, Isabel de Saint Malo, que se encuentra en Pekín junto a su homólogo, formalizó el inicio de las relaciones.
"Éste es un momento histórico, las relaciones de China y Panamá abren un nuevo capítulo", indicó el canciller chino Wang Yi, agregando que la decisión panameña está "a tono con los tiempos que corren" y es "totalmente acorde" con los intereses de su pueblo.
Saint Malo dijo por su parte que Panamá y China dieron un "paso importante" y "abrieron una nueva página en sus relaciones estratégicas".
"Al unirnos hoy a los 174 países que reconocemos la política de una sola China", Panamá ratifica "que la República Popular de China es el único gobierno legítimo", añadió.
Enérgica condena en Taiwán
Hasta la fecha, Panamá mantenía relaciones diplomáticas con Taiwán y comerciales con China.
El anuncio generó una reacción inmediata de rechazo en Taiwán.
"Condenamos enérgicamente a Pekín por haber manipulado la denominada política de 'una sola China' para seguir socavando el espacio internacional de Taiwán por distintas vías", indicó la presidencia en Taipei.
China es el segundo usuario más importante del Canal de Panamá tras Estados Unidos. En el pasado año fiscal China transportó por esta vía interoceánica 38 millones de toneladas de carga, un 18.9 % del total.
El anuncio se hace después de que la pasada semana Pekín iniciara la construcción de un puerto de contenedores, con instalaciones de gas natural, en la provincia de Colón, en el norte del país latinoamericano.
Taiwán es reconocido ahora por 20 países.
En Centroamérica todos los países reconocían a Taiwán hasta que en 2010 Costa Rica rompió relaciones diplomáticas con la isla para aliarse con China. Panamá siguió el mismo camino.