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。

甬道南壁上部浮塑出一排方格，每一格内绘有佛像一身。下绘炽盛光佛图一铺，画面东部和下部残毁。炽盛光佛图画面中央绘炽盛光佛一身，佛结跏趺坐，乘双轮车前行，右手食指顶一金轮，左手作禅定印。车前部残，车后插龙纹旌旗，九曜星神三面簇拥。九曜星神从东到西，第一身仅存上半身，形象模糊身份不明；第二身是妇女形象，着绿衣，手抱一物，状如套在袋里的琵琶，是金星；第三身在第二身左下侧，大部已毁，仅存部分头光与一只持圆形物的手，身份不明；第四身状如天王，头戴驴形冠，四臂，下面两手共执一戟，上面两手，一手执弓，一手执索，是火星；第五身在佛的车前，头戴不明兽形冠，手举一杖，疑是土星；第六身在车轮后侧，着绿袍，一手推车，下部残毁，仅存上半身，身份不明；第七身在车后右侧，状若妇女，头戴鸟形冠，双手托一圆形物，是月宿；第八身在车后左侧，着世俗人物服装，双手托一圆物，是太阳；第九身身体为绿色，半裸，四臂，分别执矛、绳索、剑和人头。是罗睺。佛与九曜星神上方绘有二十八宿，其形象基本一致，均作文官打扮，双手持笏，四身一组侍立于彩云之中，现存五组。九曜星神和二十八宿中间穿插绘黄道十二宫，每一宫作一圆圈，在圆内画出代表此宫的形象，现存九座，从东至西为金牛宫、室女宫、白羊宫、摩羯宫、天秤宫、双子宫、巨蟹宫、天蝎宫，双鱼宫。壁面西侧中下部，存一身女供养人像，其右侧有一方榜题，榜题用西夏文和汉文并列书写，汉文为：“扫洒尼姑播盃氏愿月明像”，榜题下方存数列回鹘--蒙文题记。

东壁上方绘制有《维摩诘经·香积品》，画面右侧的文殊菩萨稳坐于宝座之上，后有华盖；左侧是维摩诘居士。两者之间则是飘然而至的吉祥天女，周围围绕着众多的听法弟子和世俗人物，其中有一国王形象，身后是熙熙攘攘的随从和官员。

上画千佛，中画佛教史迹画，自西向东依次为：1.西晋吴淞江石佛浮江；2.东晋扬都出金像（大部被美国人华尔纳盗劫破环）；3.隋文帝迎昙延法师入朝，下画菩萨七身。 南壁西侧上部画西晋石佛浮江故事。由西端开始：1、画二佛立于水面上，僧俗数人在岸上作礼拜状。2、下面画道士扬幡设醮迎接。3.以东画吴县人朱膺和东林寺僧人雇船载石佛去通玄寺，江岸僧俗妇孺纷纷往迎、跪拜。 南壁中上部画东晋扬都金像出渚故事。图中左、中、右分别画光芒四射的佛像、莲座、佛光，画面与故事中得金像、得趺座、得佛光的描述相吻合。位于得趺座的场面之下，莲座下方一叶小舟，扬帆海上，舟中有比丘和船工数人，就近迎接佛像。画面中迎佛的大船画面已被华尔纳劫走，现仅存两名纤夫和迎佛的僧俗人众。 南壁东侧上部画昙延法师祈雨的故事。由4个画面组成，呈“凹”字型排列：1、画肩舆中坐一僧人，六名轿夫弓身抬行，榜题为“帝迎法师入朝时”。2、画一帝王向一僧人行礼，帝王后侍臣四人，其中一人持曲柄华盖。3、上画宫殿内一僧人坐高座上，殿前阶下一帝王率领臣属五人跪拜施礼，天空乌云密布，大雨将至。4、上画城内大帐中，一僧人坐高座上讲说，前有一帝王坐胡床上恭敬聆听，五人侍立左右。又画一舍利塔大放光芒，榜题为：“延法师于塔前与文帝说涅槃经并造疏论讫感舍利塔三日放光”。

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。

五台山图局部2：五台山的南台，山峰浑圆，山上有水池称作“龙王池”。山中还有正在登山的僧俗人物。天上有飞鸟，左侧还画出了乌云中的雷神。画面表现出很强的装饰风格。

位于五台山图中部。寺院建筑形制，平面作正方形，前面正中设山门，周围有回廊，向外开窗，四角置角楼、为歇山顶二层楼阁。寺内中央建佛殿，为歇山顶二层楼阁，台基较高，正面设阶道，殿侧僧俗人们在交谈。寺以青色绘屋顶，石绿色绘屋脊，檐边，土红色绘屋柱、斗拱和窗棂，色彩鲜明醒目。屋脊上莲蕾鸱吻和周围点缀着图案化的芭蕉、菩提树、柳树。

左侧有一城池，外围有护城河，城门与护城河之间有数人。右侧众多骑兵行进在山峦间，向城池进发。最前面有一俗人作向导，三人迎接（只穿犊鼻裤，二人站立合十，一人跪地）。