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。

该窟没有具体的建窟年代，学者推论建于初唐。分前后两室，前室残，人字披顶；主室（后室）平面呈方形，覆斗形顶。此窟以佛教史迹画为主要题材，塑像经五代、西夏、清重修。窟顶藻井画团花井心，垂幔铺于四披，四披各画千佛。西壁开一平顶敞口方形龛，龛中塑像为清代重塑，共五身，正中为一倚坐像，南北两侧塑弟子和菩萨像各一身，皆立于莲花座上。龛顶画菩提宝盖、二飞天。龛壁浮塑山峦影壁（清修）与龛外南北壁画中山水相连。壁画以青绿山水为景，合理表现出近大远小的透视关系，为盛唐山水画家李思训一派之风格（已变色）。龛上画化佛、云气。龛下西夏画趺坐佛，底层有五代、初唐残画。龛外南北两侧画圭纹边饰。南壁上部画千佛，中部画佛教史迹画，自西向东依次为：1.西晋吴淞江石佛浮江；2.东晋扬都金像出渚；3.隋文帝迎昙延法师入朝，下部画菩萨七身。北壁上部画千佛，中部画佛教史迹画，自西向东依次为：1.汉武帝获得匈奴祭天金人与张骞出使西域；2.释迦浣衣池与晒衣石；3.佛图澄之神异事迹；4.阿育王拜外道尼乾子塔；5.康僧会感应故事，下部画菩萨七身。东壁门上画千佛，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，下西夏画趺坐佛三身，画面以组图形式表现僧人守戒所发种种誓愿，系依据北凉昙无谶译《大盘涅槃经》、南宋宋慧观等译《大盘涅槃经》绘制，部分被美国华尔纳于1924年盗走。甬道顶西夏绘团花图案，南北壁绘供养菩萨各三身。前室西披西夏画团花图案三幅（已毁）。西壁门南西夏画普贤变；门北西夏画文殊变（模糊）。底层有五代画千佛、初唐残画。南北壁上各凿一盝形顶的小窟，南侧为324窟，存西夏残画。北侧为325窟，存西夏画说法图部分。此窟南北壁画佛陀胜迹和佛教史迹画，与东壁两侧的戒律画都占据了本窟最显著的位置，毫无疑问是本窟壁画中的主要题材。这些壁画题材在国内诸石窟的雕刻和壁画中均不多见，莫高窟壁画中所绘也极为罕见。佛教史迹画的出现，是佛教中国化的标志，具有非常高的艺术价值和历史价值。

这是根据《佛说阿弥陀经》绘成的西方极乐世界图，是莫高窟最早，场面最大的净土变。变相大结构分为三段：下段为地面，中段为水国，上段为天空。中段为七宝池平台楼阁为主题，西方三圣——阿弥陀佛及观音势至为中心，圣众围绕其周围。下段为地面，七宝栏楯，楼阁相对，金沙铺地，琉璃合成。中部为舞乐场面，乐工奏乐歌伎起舞，天人自三面围观，一派歌舞升平景象。上段为蓝天，云挚楼阁，幡蓋耸立，天乐不鼓自鸣，天女虚空散花，整个画面形成海阔天空、幽深高原的境界，这就是幻想中的神灵居住的极乐世界。

南壁绘观无量寿经变一铺，无量寿佛结跏趺坐于金刚宝座，观世音、大势至，分坐左右，供养菩萨四面环绕。极乐国土以及阿弥陀佛为主体控制中心，以两侧的报身应身形成三佛同会世界。殿前为歌舞平台，鼓笛共鸣，管弦齐奏，伎乐与迦陵频伽共舞，后部重楼高阁，回廊并出，大殿高耸。上有碧空，天乐不鼓自鸣，飞天绕华盖。绿波出红莲，童子坐莲花，化生戏绿水。一派歌舞升平景象，尽是豪华的宫廷园林。下宋画男供养人六身。

婆罗门舍身：婆罗门攀缘树干，从树上跳下，悬于半空。帝释举双手承接婆罗门。图中婆罗门虽去披帛衣巾，只穿短裤，但仍戴笼冠，是何原因，颇值得考究，或以此暗示婆罗门虽修行求法仍有高贵的种姓地位。又，图中婆罗门悬于半空正往下坠，但却不在帝释伸手相援的空间，而是在另一侧，这种手法，给人以进一步思考的艺术空间。帝释则是一派南朝风流洒脱的名士风度。

文殊变：此窟建于唐大历末至建中年间,时跨盛唐与吐蕃管辖(中唐)两个时期。文殊菩萨结珈坐于青狮莲花座上，意态安详庄重,环绕侍从菩萨三身,黑肤牵狮人一身,一人捧花跪迎,构图简明,造型端丽,笔墨晕染,纯熟精湛,承袭了盛唐画风,是唐蕃时代佛教壁画中的上乘作品。此画色线并重,正是当时画坛上流行的“吴装”一派的时代风韵。

山间耕牧：宝雨经变完全用山峦作背景。在两侧连绵起伏的山丘中，有河水流过，河边有牛在饮水。山岗上长着树，山下有人在收割，展现出一派耕牧图景。山与山之间的空间，通过坡地之间的前后关系得到强调。