此窟始建于西魏，后经北周、隋、初唐、回鹘、清代时期重修。洞窟的平面呈方形，有中心塔柱，前部为人字坡顶（已塌毁），后部为平棋顶。窟室中央为方形中心柱，龛内外的塑像多为清代重修，龛内北壁残存化佛菩萨火焰纹背光，两侧各画弟子一身。龛外两侧分别为唐代画的日月及云中坐佛，下底层存西魏残画。龛楣图案尤其有特色，它不同于北魏常见的火焰纹图案，而是保存完整的弥勒上生经变，是西魏时期的原作，与莫高窟西魏时期的第288窟龛楣莲花供养化生图案风格相近。弥勒上生经变这一题材在敦煌石窟龛楣画中并不多见。画面中，弥勒着菩萨装，交脚而坐，身旁站立二听法菩萨，周围还有十身飞天环绕飞舞，散花奏乐，一派恬静的佛国仙境。在画面左侧，还有一身人物做手足倒立的动作，画工大胆用色，把人物形体涂染出来，整个画面看上去十分夸张诙谐。敦煌石窟中同一时期的作品大多以土红色为底色，而这一幅则是在大面积深绿色的底子上作画，亦为少见。在西侧墙壁留下来的一组朱墨白描伎乐飞天线描图最为传神。飞天手持琵琶、箜篌等乐器，身形线条流畅、比例协调、把飞天的轻盈、飘逸完全体现出来，同时也体现出画师绘画技艺的高超，这幅作品也是西千佛洞的代表作。北壁为鹘画涅槃图，画面中佛的形体较大，右胁而卧，着田相袈裟，周围有众多举哀弟子，脚部周围有几身世俗人的形象。画面以土红色为主色调，佛的面部五官间用石绿勾勒。此窟南壁东侧绘有初唐说法图，这幅画面内容简洁，但无论构图、设色、人物造型堪称佳作。神态端庄、目光慈祥的佛陀结跏趺坐于莲座上，身边二胁侍菩萨婀娜窈窕，着装华贵艳丽，从画工着色晕染手法，我们似可以看到菩萨着装的质感。说法图下方绘供养人像。在这幅作品右上角留有“如意元年”(公元692年)的朱墨题记，也为断代提供了参考。

东壁上部画天宫伎乐十身、栏墙、垂幔，门上、门南、门北均画千佛，门南千佛下部画女供养人，现存十二身，门北千佛下部画车马、车夫、马夫各一幅，男女侍从八身。门南北壁画最下方画山石林泉。

门上画千佛，门下五代画不动佛，弥勒菩萨等十一身；门南画佛教戒律画，下西夏画趺坐佛四身；门北画佛教戒律画（部分被美国人华尔纳盗劫破坏），下西夏画趺坐佛三身。 东壁上画多幅“戒律画”，每幅画面均配有榜题，文字多已漫漶不清。 东壁门南第一幅画三人捧衣物向一僧人做供养状。是表现僧人为守戒，宁可热铁箍身，而不以破戒之身接受他人华丽衣物的供养。 画两人奉食物向僧人做供养状。是表现僧人为守戒，而不受他人食的供养。 画大火之前立一僧人，一侧立两个盛装妇人及一侍者，下又一妇人做跪拜状，表现僧人为守戒，宁可身投火坑，终不破戒与诸女人而行不净。 画一僧人俯卧床上，床前立两人捧卧具拱手施礼，又一人身后有另一张床。是表现僧人为守戒，宁卧大热铁上，终不敢以破戒之身眠华丽之大床。 画一人于僧人背后捉袈裟举手欲打，僧人前立二人分别施礼和持钵，下又画一人 持短棒跪器物前。是表现僧人为守戒，终不敢以毁戒之身而受他人的医药供养。 画两僧人面向僧人，一人合十施礼，一人用手指右上方房舍。是表现僧人为守戒，宁可身投热铁罐内，终不以破戒之心受他人“豪宅”房舍供养。 东壁门北画二人一跪一立，向僧人施礼，左一人举手做欲打之状。是表现僧人为守戒，不以破戒之身受诸刹帝利、婆罗门居士恭敬礼拜。 画一僧人扬手面对四人，四人中二人奏乐、二人舞蹈歌唱。是表现僧人为守戒， 宁以铁锥周遍刺身，不以染心听好音声。 画一妇人及一侍者。是表现僧人为守戒，宁以热铁挑其两目，不以染心视他好色。 画一僧人扬右手，后随一人，面前有一方桌，上置一半圆形物，桌旁立一男一女。是表现僧人为守戒，而宁以利刀割其舌，不以破戒之心贪著美味。 画一僧人以手指鼻，对面一人手捧一物。是表现僧人为守戒，宁以利刀割去其鼻，不以破戒之心贪嗅诸香。 画一僧人立中间，左右二人张臂作劝阻状，此处内容不明。 画一僧人合十而立，面前二赤身裸腿人，像是正在砍杀一人。是表现僧人为守戒， 宁以利斧斩砍其身，不以破戒之心贪著诸触。 以上守持戒律的画面，比较全面的表现了《大般涅槃经》里为守戒而发的种种誓愿。

北壁绘长达八米的涅槃经变，场面众多，气势宏大，绘有最后一次说法、入棺、众生举哀、八王争舍利、起棺、火化等众多的故事情节，是北魏时期最大的一幅涅槃经变。

南壁为《十轮经变》，是敦煌壁画中不多见的一幅，该经详细宣传了地藏菩萨信仰。 在布局上，十轮经变大致可分为四个区域： 一、画面正中主体说法会及其周围画面，中央怯罗堤耶山说法会、佛陀上部雨宝供养、中上层云层中象征地藏菩萨的双手托如意珠、上层十方诸佛赴会、佛陀正下方渴仰菩萨请问、净有天神请问、佛陀左下方绘三弟子代表地藏赴会、佛陀左下角三天女请问； 二、画面西侧中部，绘地藏救苦救难：称地藏名，可以饮食充足、所欲充足、具喜乐心、众病悉除、除众生恶心、解脱牢狱之难、断除癫狂、解除溺水、火焚、坠崖诸难、解脱蛇兽诸害、心境安稳、解脱罗刹之难、满足诸愿、获微妙胜果等画面； 三、画面西侧上方，地藏变化身（部分内容在东侧上部）：地藏有四十四现身，可以化身为三头六臂神坐于须弥座、四臂神坐于须弥座、一倚坐菩萨、一神禅定、一神说话状、一神合十、二神合十面向六臂神、四天王立像；也可以化身为一菩萨说法，一神禅定，一比丘禅定形象；还可以化身为转轮圣王、朴素的站立刹利、裸体步行首陀或毗舍形象；另外还能化身为男、女、神、龙、六臂神（手托日月）、狂奔裸人、狮子、大象、马、牛、鸟、阎罗王、地狱吏、牛头鬼卒、俗人、恶狗、狱卒形象； 四、画面东侧，刹利旃陀罗现智相品（其中象王本生在西侧）：1、末法景象：荒野中，三人打猎；大杂院内，一人肩荷动物尸体，二男人打架、一男子向一女子作揖、屋内一比丘向一女子伸手；一屋内一老人坐于床，前有一人拄杖，后有二侍女，似医治场面，屋顶一比丘乘彩云而来，俯视下方；2、军队出行：军队乘马出征，一骑者在前，一俗人做向导，三裸体人迎接；3、象王施牙本生：二头大象在山的一侧，五比丘在山的另一侧，最前面的比丘引弓待发，大象与比丘之间是一方大榜题（漫漶）；4、国王与罪犯的故事：位于左下角，城墙高耸，城内殿宇中有许多人在活动（画面有三十多人），城门外一人骑马，有华盖；5、旃陀罗恼乱说法师：位于主体说法会下方，一法师坐高座，二比丘二居士为一组，坐于两侧，前方站立一人，袒露半胸，面向法师说话状；6、榨油之罪：二女似在制作某物；7、解脱菩萨、声闻之系缚的功德，斋僧、燃灯、造房、医治病人、诵经、建塔（二处）。 最底下漫漶不清，有部分地仗层已经脱落。

南壁绘千佛，千佛中央绘有一幅弥勒说法图，佛着通肩袈裟，作善跏坐，两手作说法印。左右两侧各有三身菩萨。其中一身菩萨手托透明钵。下部绘有两身供养菩萨。华盖两侧共绘有飞天四身，上方两身飞天穿长裙，持花飞舞。下面的两身童子飞天穿鼻窦裤，四肢张开飞来。

前部人字披下阙形龛内塑交脚菩萨一身。上画天宫伎乐九身，脊坊、椽坊两端下均有木质斗拱。 龛外两侧画千佛，龛下画降魔变一铺。表现释迦即将成道前，天魔波旬率领三个女儿及魔军至佛所，诱以女色，又以武力进行威胁，企图破坏释迦成佛的决心，释迦以法力战胜魔王最终成佛的故事。此图是敦煌石窟中最早的一幅降魔变。画面中央，释迦结跏趺坐于菩提树下的宝座上，内着僧祗支，外着袒右肩红色袈裟，左手持袈裟一角抚于胸前，右手置右膝，作“触地印”。释迦两侧是魔王波旬的军队，魔怪们手持武器正在围攻释迦。右侧下部，表现魔王三个女儿诱惑释迦的情节。三个魔女着龟兹装，戴宝冠，披大巾，腰束长裙。释迦以神通力，顷刻间将她们变成丑陋的老妪，即左侧所绘。 紧邻降魔变的西侧，绘本生故事画萨埵舍身饲虎本生。故事讲：国王大车的三个儿子，一日入山狩猎，见一母虎领数幼虎，饥饿逼迫，将食其子。三太子摩柯萨埵愿舍身救济，以干竹刺颈出血，投身崖下，以身饲虎。二兄以萨埵饲虎事还告父母，国王及夫人赶至山谷，抱尸痛哭，收拾遗骸起塔供养。画面采用“异时同图”的布局形式，在一个画面内表现出多个故事情节，各情节间用山林图案作为分隔点。图中上段中部为三个太子遇见饿虎，上段西部画萨埵刺颈和投崖，下段西部为饲虎，下段东部画二兄见尸骸并还告父母，上段东部画父母抱尸痛苦和起塔供养。 后部上画天宫伎乐十七身，下方四个圆券形龛内东起分别塑说法佛、禅定佛、说法佛、禅定佛各一身，原塑胁侍菩萨各二身，现仅第二、三龛内各存一身。龛壁画莲花、化生童子依次分别为四身、六身、六身、八身。龛楣画忍冬。各龛之间以忍冬龛梁相联，龛壁画化生童子，西端龛外画一飞天、二供养菩萨。萨埵饲虎本生故事画西侧绘制千佛，千佛中央画说法图一铺。下画边饰一条，边饰下方画药叉二十五身。

这是目前所见敦煌经变画中舞伎人数最多的一幅，他们在璀璨的灯轮灯树下，站在小圆毯--舞筵上，肩披绕臂长巾翩然起舞，舞姿矫健奔放。左面一对身着类似武装美服的舞伎，背向而立，一腿后勾，一手用力向上托伸，一手侧垂作”提襟“图。舞姿刚劲矫健，分明是一幅”健舞“图。”提襟“至今仍是中国古典戏曲中的武将，武旦等角色常用的舞蹈动作。”提襟’亮相给人英武豪雄之感。

此窟的《法华经·髻珠喻》是敦煌壁画中相同题材情节最丰富的一幅，只见在皇宫内，转轮圣王正在部署讨伐周边小国；宫城外两军隔河对垒，十分惨烈，受伤兵马挣扎于激流中；转轮圣王军押解战俘，凯旋而归；皇宫内正在论功行赏。整个场面令人联想到当年归义军征战场面之一二。

药师佛身着大红袈裟立于莲花上，左手托钵于胸前，身旁长幡为五色续命神幡，佛像左胁侍日光菩萨。上部飞天乘云飞翔，姿态生动，披巾腰带当风飘拂，动感强烈。此图是敦煌壁画中最早一幅药师佛说法图，左侧为清代穿洞凿毁。