Keitas aftale med Liverpool udløb til sommer, og det var ikke forventet, at den guineanske landsholdsspiller ville forlænge sin kontrakt på Anfield.
"Jeg ser virkelig frem til min nye rolle i Bremen," siger Keita i en udtalelse.
"Werder er en speciel klub, og jeg kender Weserstadion fra min tid i Leipzig. Klubben og filosofien passer mig, det er det rigtige skridt for mig."
Keita skiftede til Liverpool fra RB Leipzig i 2018 og vandt Champions League, Premier League, FA Cuppen og Liga Cuppen under sit femårige ophold på Merseyside.
"Sidste år var han stadig på banen i Champions League-finalen og bringer en masse international erfaring til holdet, som vi vil drage fordel af som hold," siger Bremen-træner Ole Werner.
"Jeg ser virkelig frem til at arbejde sammen med ham."
Bremen sluttede på 13. pladsen i Bundesligaen i denne sæson, to pladser over nedrykningsstregen, i deres første sæson, siden de rykkede op i den bedste række igen.
Keita imponerede i sine to år i Leipzig, hvor han scorede 17 mål og lavede 15 assists i 71 kampe, hvilket indbragte ham et skifte til Liverpool for 65 millioner euro (£55m).