建于武周时期。覆斗形殿堂式洞窟。主室窟顶藻井画团花井心，卷草与半团花垂幔铺于四披，四披画千佛（南披毁一部分）。西壁佛龛除佛像为初唐原作外，弟子、菩萨、力士均为清重修或重塑，龛穹窿顶画重层雕栏，一排菩萨，凭栏俯视人间，其后宇空广阔，有飞天、祥云、天花、梵宫、仙女。南壁为最初学者定为法华经，后来定为《十轮经变》，本叙述以十轮经为准，该经详细宣传了地藏菩萨信仰，可分为四部分：论述地藏、论述十轮、论述末法、论述六度。在布局上，十轮经变大致可分为四个区域：1、画面正中为主体说法会及其周围画面；2、西侧中部，地藏救苦救难；3、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；4、东侧，刹利旃陀罗现智相品（其中象王本生在西侧）。北壁阿弥陀经变占了整面墙壁，中央主体部分佛陀说法，两旁众菩萨听法，经变中的建筑形象很特别，水池中建有平台和两侧楼阁，歇山顶的楼阁高二层，深阔都是三间，上下层之间不设腰檐，这种画法只在初唐壁画中才能见到，下层斗拱上挑出朱栏一周，上下层各柱子之间不设门窗墙壁，只在由额上悬挂帘幕，平台地面以花砖铺地，与唐代习俗相同。东壁门上画说法图一铺，两侧趺坐佛说法图各一铺；门南中画立佛一铺、菩萨二身，下五代画男供养人一排（模糊）；门北中画十一面观音变一铺，下五代画男供养人一排（模糊）。主室北壁下部和东壁下部绘供养人像，大多漫漶模糊，可辨识着是男供养人像，从残存题记的数字看，五代时重修此窟的功德主要有阴氏，还有张氏、令狐氏、曹氏。甬道盝形顶中央存五代残画宝盖与供桌一部，南、北披五代画垂幔。前室西壁门南画地狱变（一九六五年剥出），门北五代残画下有初唐画；南壁五代画普贤变（残）；北壁五代画文殊变（残）。

建于初唐，五代、清重修。主室为覆斗形顶。藻井为莲花飞天井心。中心绘莲花组成的大团花，花心呈五色法轮状。周沿各层绘云纹忍冬、花卉、三角、垂幔，四披各绘伎乐天3身，环绕藻井，同向飞行。下绘千佛。西壁开一斜顶敞口龛，龛内塑趺坐佛一身、弟子二身、菩萨四身，除佛像的身躯、衣饰及金刚座为初唐原作，其余为晚清重塑或妆修。龛外南北两侧上部绘千佛，下部绘莲花童子各二身。西壁下部绘供案、供器和供养菩萨6身，多已模糊。南壁上部绘阿弥陀经变一铺，画面中楼阁亭台被绿水环绕分隔，各建筑之间用各种桥梁连接。画面中央绘阿弥陀佛，两侧的平台上绘以观音或大势至为首的菩萨群像。佛的下部平台上绘众菩萨弟子及乐舞供养。水池内绘有迦陵频伽等种种奇妙杂色之鸟。南壁下部五代绘比丘尼3身、女供养人23身。北壁上部绘弥勒经变一铺（被美国人华尔纳盗走2方）。画面分为两部分，上部中间为《弥勒上生经》中所描绘的弥勒菩萨在兜率天宫说法的情景。其余画面描绘的是《弥勒下生经》中弥勒降世后的龙华三会的情景。兜率天宫说法场面的下方为龙华三会之初会，左右两侧为二会和三会。北壁下部五代绘男供养人17身。东壁门上绘说法图四铺；门南上部绘说法图一铺、中部绘男女供养人各一身，下部绘供养牛车与供养人一排；门北上绘说法图一铺，下部绘供养马群与男供养人一排。甬道盝形顶，顶中央五代绘故事画，南北披五代绘趺坐佛各五身，南壁五代绘供养比丘三身，北壁五代绘男供养人一身。前室顶西披五代绘不空绢索、千手千眼、如意轮三铺观音变，均残。前室西壁门上存五代愿文题榜，两侧五代绘毗沙门天王赴哪吒会，画面模糊，门南北五代绘八龙王礼佛图各一铺，画面模糊，前室南北壁各存弟子与菩萨残画痕迹。

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。

主室方形，中有佛坛，前室横方形，有长甬道。此窟弥勒变中有古藏文题记和吐蕃男子与汉族女子的婚礼图，可知建于吐蕃占领瓜州而尚未占领沙州之间，即大历十一年（776）至建中二年（781）间。主室顶部塌毁，前室五代重修，原作保存十分完好。东壁绘密教“八大菩萨曼荼罗”，南壁绘观无量寿佛经变，北壁为弥勒变，在经变两侧还有观音、势至、地藏等菩萨单身像，西壁门两侧绘文殊变、普贤变。前室东壁南北相对为毗琉璃天王和毗沙门天王，守卫佛国。

东壁壁画分上下段两部分，上段绘大型维摩诘经变一铺。画面以“品字形”排列，门上方绘佛国品，维摩诘与文殊菩萨分别位于门两侧。北侧画面以维摩诘为中心，维摩居方丈，方丈后方众菩萨前来听法，方丈下方是各国各族王子均来问疾。画面右中部是见阿 佛品中的情节。画面左下方是方便品中的情节。门南侧绘文殊问病，画面以文殊菩萨为中心，文殊坐宝台，中国帝王大臣、各族首领前来探望。东壁下段绘供养人画像。南侧起第一个着回鹘装的供养人是曹议金的夫人，榜题是“故母北方大回鹘国圣天的子敕授秦国天公主陇西李……”。第二个着回鹘装的是嫁给甘州回鹘可汗为夫人的曹元忠的姐姐，榜题为“甘州圣天可汗天公主一心供养”。第三位头戴凤冠的是嫁给于阗国王曹元忠的姐姐，榜题为“大朝大于阗国大政大明天册全封至孝皇帝天皇后一心供养”。第四位是曹议金夫人，曹元忠的生母，广平宋氏。榜题为“故慈母敕授广平郡君太夫人宋氏一心供养”。后面的几位均是曹元忠的姐姐辈的人物。这四位供养人的排列，体现了曹氏家族对甘州回鹘、于阗国采取了联姻、礼让、尊敬的礼仪态度。北侧南起第一至第七身供养人均为宋代重绘。第一至第三身为比丘尼，仅第三身榜题较完整，题为：“故姨安国寺法律尼临坛大德沙门性真供养”第四至第六身也相同题称“外甥甘州圣天可汗的子天公主”，可见这些比丘尼原来都是曹氏家族的成员。第七身供养人头戴凤冠，饰步摇，服饰华丽，榜题为“大朝大于阗国天册皇帝/第三女天公主李氏为新/授太传曹延禄姬供养。”北侧后面几身供养人像为曹元忠时代的原作。榜题分别为：“故伯母武威郡夫人阴氏一心供养”、“故母钜鹿郡君夫人索氏一心供养”等。这时提到的阴氏、索氏、慕容氏等都是敦煌一带的世家望族，反映了曹氏家族对外联姻，以巩固其统治地位。

西壁开一斜顶敞口龛，龛内塑趺坐佛一身、弟子二身、菩萨四身，除佛像的身躯、衣饰及金刚座为初唐原作，其余为晚清重塑或妆修。龛顶上部绘飞天数身，南北侧各绘佛传故事中情节，南侧绘的夜半逾城、北侧绘乘象胎。还穿插绘有雷公、风伯、羽人、乘龙仙人、化生等。龛壁绘化佛火焰佛光，佛两侧各画弟子四身及人非人、飞天、化生等，佛座两侧各绘外道形象一身。龛外南北两侧上部绘千佛，下部绘莲花童子各二身。西壁下部绘供案、供器和供养菩萨6身，多已模糊。