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。

东起画曼荼罗、净土变、曼荼罗各一铺。北壁曼荼罗中的供养菩萨像丰乳细腰，头戴花冠，颈饰花环，一手举攀树枝，在蓝色光环中扭腰投足，婆娑起舞，人物造型及绘画表现手法，颇有尼泊尔及印度艺术之风，亦为敦煌石窟中所仅见。

这座酒肆为歇山顶式屋顶，正面无墙壁，侧面有窗，从屋柱间可见室内的人物活动，六人相对傍案而坐，案上设酒壶餐具。有的端碗欲饮，一人吹横笛，一人击拍板，一人双手轻轻打着拍子，与室外的舞者相呼应。舞者长衫衣襟扎入腰带内，吸提一腿甩袖起舞。维摩诘戴纱帽，手持羽扇立于案前举手向众人作宜讲之势，室内气氛活跃，表现了维摩诘“入诸酒肆，以立其志”之题旨。人物造型真实生动，运笔磊落流畅，是一幅千年前的民间风俗画。

此菩萨与法华林菩萨常侍于弥勒佛之左右，称之为“弥勒三圣”，在壁画中往往和“西方三圣”里的大势至菩萨位置相同，著菩萨装，冠带垂附在右膝上，一手持花，一手托钵，正面坐在树前的华盖下，神态端庄，周围环绕形体较小的菩萨、弟子，恭敬合十听法，显示出法会中圣者的威仪。人物造型比例适度，线描与色彩保存完好。

竹林中，释迦佛与菩萨、弟子结跏趺坐莲花上，意境恬淡，格调清新。佛陀庄严静穆，弟子虔诚沉静，菩萨沉浸于神思遐想中。人物造型真实，线描轻快流畅，色彩鲜艳明丽。

释迦佛结跏趺坐莲花座上，两个弟子面向菩萨正在交谈，使画面有了变化，突破了向心式构图。此图沿用一佛二菩萨二弟子固有模式，人物造型准确，线描简练，色彩明快，特别是人物的肌肤，白色中略施淡赭晕染，显得洁白如玉。

无量寿佛着对襟大袍，结跏趺坐，手作施无畏印和与愿印，垂目含笑，榜题“无量寿佛”。左右胁侍菩萨四身，榜题分别是无尽意、文殊、观世音、大势至。弟子四身，持鲜花供养，榜题分别是阿难、迦叶、舍利佛、目连。人物造型全然是南朝秀骨清像的风格。这是敦煌已知最早的一幅无量寿佛说法图。

翅头末城：佛经中说，翅头末城是弥勒未降生之前观察他父母所居之处。图中象征性地表现出城的三面城墙，正面及侧面有城门，城楼及角楼表面砌砖，城墙用红色的平行线表示夯土层。城内有厅堂，内设床帐。城内城外绿树成荫，富有生活情趣。人物造型秀丽，建筑界画精良，是吐蕃时期的代表作。

文殊变：图中文殊安坐于狮子莲座之上，与扈从诸天菩萨乘云巡行于大海上。天际峰峦环抱，楼阁参差，寒汀远水，意趣深幽，是一幅十分成熟的以线描笔墨造型为主的宋式佛教画。宽松的袍袖，折角方直的衣纹，纯熟的线描与浅淡的着色，无处不标志着中国佛画的民族化已经进入一个更深刻的时期，大部分人物造型与当时道教壁画几乎相同。例如扈从诸天中掌管财富的“毗那夜迦”，在这幅壁画里是高冠峨峨捧持财宝的道教星官，“婆薮仙”酷似道教八仙中的“铁拐李”，这些佛道互通的形象，证实了内地佛道合流也引起边陲地区宗教画的融和与变化。