莫高窟第301窟建于北周时期，洞窟由主室、甬道、前室三部分构成。主室为方形覆斗顶窟，窟顶藻井画斗四莲花井心，垂幔铺于四披。西披正中画莲花摩尼宝珠，两侧画伎乐飞天各六身，下部接火焰莲花化生龛楣；窟顶南披与东披共同构成画萨埵太子本生故事画，其中南披主要绘萨埵太子辞宫、狩猎、憩息等场景；东披画饲虎、起塔等情节，下面画天宫伎乐七身，垂幔。北披画睒子本生故事，情节包括供养盲父母（西），迦夷王出猎（东），下部画天宫伎乐、飞天共六身。故事画中的人物着汉服，画风承袭了中原传统。主室西壁开一圆券形龛，龛内塑倚坐佛一身，佛身后头光内绘一圈化佛及火焰光佛，佛身后两侧上方各画持乐器飞天二身，下部两侧画宝珠。龛楣浮塑彩绘火焰化生纹，龛梁塑龙首，龛柱绘莲花。龛外南北两侧画菩萨各二身，塑菩萨二身，塑像仅存莲座，龛下画莲花图案。主室南壁画千佛，千佛中央绘说法图一铺，下部绘药叉（但仅存二身）；南壁西侧下方绘供养比丘像一身，男供养人十七身，药叉一身，东侧残存女供养人十二身。此壁清代凿穿洞时壁画毁去部分。主室北壁与南壁对称画千佛，千佛中央绘说法图一铺（被清代穿洞毁去一半），北壁西侧下部画供养比丘像三身，男供养人残存十四身，药叉一身，东侧下部存比丘像十八身，供养人八身。主室东壁上方画千佛，下方南侧绘女供养人三身，供养牛车和二身侍从；下部北侧画供养比丘二身，男供养人存六身，下画供养人比丘三身，男供养人存三身。

北壁画观无量寿经变一铺，中央为净土、东侧未生怨、西侧十六观为棋格式（下部残毁）。净土中央为阿弥陀佛结跏趺坐于莲花宝座，佛两侧分别绘有一身菩萨立像，这两身菩萨外侧各绘有头戴化佛冠的观音菩萨和头戴宝瓶冠的大势至菩萨。净土场景右下角残存接引佛一身。壁面东侧自上而下绘有太子兵变，幽闭父王，母后奉蜂蜜给父王，守门人报告太子等“未生怨”场景。壁面西侧自上而下绘有日想观，水想观，地想观，树想观等“十六观”场景。

北壁西起画报恩经变、药师经变各一铺，下屏风画模糊。报恩经变依据《大方便佛报恩经》绘制而成，中部为序品佛说法场面，释迦摩尼佛结跏趺坐在莲花宝座上，众菩萨、弟子及诸天圣众等围绕供养，静听佛法。佛案前为舞乐菩萨。舞乐场面以下画序品中阿南乞食路遇婆罗门子孝养父母故事。其东侧为孝养品须阇提太子本生，西侧是亲近品中的坚誓狮子本生和小比丘为护持正法，独自感化群贼的故事，经变上部宝盖后画山水，以示耆阇崛山，围绕着山水，画论议品中的鹿母夫人故事。画面两上角为论议品，西下角为亲近品，东下角为序品。 药师经变构图与阿弥陀经变十分相似。不同的是药师经变中绘有十二药叉大将。图中药师琉璃光佛居中，左右协侍为日光、月光二菩萨，其余的听法会众列置两旁，俱在中央平台上。前台设乐舞。平台均坐落在水池中，水池周围起殿堂楼阁。建筑宏伟，界画线描完整清晰。

窟顶南披与东披共同构成画萨埵太子本生故事画，其中南披主要绘三位太子辞宫、狩猎、憩息等场景。

分上下两部分。上部绘五铺大型经变。自西向东依次绘有楞伽经变、弥勒经变、阿弥陀经变、法华经变和报恩经变。经变的构图图式均沿袭前期经变画的固定图式，即封闭式、开放式和对称式三种基本形式经变下方前部分东起依次绘女性供养人17身，其中东起第四身供养人题名“施主敕授浔阳郡夫人翟氏一心供养”；后部绘9扇屏风画佛传故事，每扇屏风画表现多个情节。东起第一扇“云童子求师”等、第二扇“云童子受布施”等、第三扇“云童子以鹿皮衣布于地”等、第四扇“燃灯佛授记云童子”等、第五扇“刹帝利为王种”等、第六“仙人滴血出童男童女”等、第七“菩萨入胎”等、第八“摩耶欲回提婆诃城”等、第九“太子树下诞生”等。

主室西壁上绘五台山图一铺，下绘屏风画佛传故事15扇。五台山图长13米、高3.6米，画面分为上、中、下三部分。上部主要描绘各种菩萨赴会和日、月诸天、罗汉、天龙等各种各样的灵异瑞现，中部描绘五台山的五座台顶及其间的几十座寺院、佛塔等圣迹，下部详细描绘了从山西太原到河北镇州(今河北正定县)方圆五百里地的山川道路及道路上参礼五台山的人物等等。图中共有榜题195条，其中有关灵异瑞现的46条，寺院（包括兰若、庵等）85条，塔15条，有关地名的32条，送供人、游台道人之类12条，其它的5条。下部的屏风画佛传故事15扇，从南向北第一扇“击鼓报喜”、“九龙灌浴”、第二扇“阿私陀仙占相”、第三扇“七日丧母”、第四扇“姨母养育”、第五扇“八岁就学”、第六至七扇“向师忍天学艺”、 第八扇“游观农务”、第九扇“树下思惟”、“造三时殿”、第十至十二扇“角技议婚”、第十三扇“太子结婚”、第十四扇“后宫娱乐”、第十五扇“出游四门”、“决意出家”。

西壁开一深龛，佛龛为双层敞口龛，龛内塑像为一铺七身，是一佛二弟子四菩萨（有一身菩萨已毁）。主尊释迦牟尼佛着通肩袈裟，内著僧祇支，头上有螺髻，双目正视前方，面部表情庄严肃穆。袈裟的衣纹自然体贴，并且衣纹的褶襞很浅，采用波浪式的作法，非常写实。迦叶身披袈裟，双手交叠在胸前，两眼凝视前方。阿难身披袈裟，双手合十，神情虔诚，双目下视。龛内南侧的菩萨面相丰圆，他一手托花扬起，一手提净瓶，上身半裸，下着长裙，身体修长而潇洒，璎珞、飘带随身垂下。龛内北侧的菩萨束高髻，头冠已失，面相丰满，双目下视。外层龛北侧菩萨身体修长，衣饰纷繁，神情庄重。内层龛壁画火焰莲花项光、背光，两侧各画一弟子、一飞天，佛光图案较简单，头光大多只画一个圆形光环。 内层龛顶部在佛背光的火焰纹两侧，画出两身散花飞天，内层龛外的龛楣又是外层龛的顶部，龛楣下部为缠枝忍冬、卷瓣莲叶及化生图案，龛楣两侧各画出一身飞天。 内层龛外画出龛梁和龙首龛柱，在龙首后面有一小儿盘腿坐在莲花上，神态天真，双手各持一莲花枝。内层龛外两侧画思惟菩萨各一身，思惟菩萨下各画婆薮仙和鹿头梵志。思惟菩萨头戴三珠宝冠，翘脚坐莲座上，一手支头，一手扶足，头微侧，做出思考的样子，神情动人。婆薮仙满脸胡须，露出一副贪婪的神色，左手持一只鸟，表明他杀生的本性。外层龛南北侧壁上各画菩萨一身。 龛外两侧浮塑龙首龛柱（南侧的已毁）及束帛龛梁。龛沿上部南北两侧画出六身活泼的飞天，一身接着一身向着中间供器相对飞行。飞天上身半裸，着长裙，手托莲花，飞行急速。其中还有两身比丘，身披袈裟，随着飞动的彩云也在飞天的行列中迅疾飞行，与顶部藻井边沿的飞天群遥相呼应。龛外南北两壁上部画佛传故事乘象入胎和夜半逾城。北壁上部画乘象入胎，讲述释迦牟尼的母亲摩耶夫人因梦见菩萨乘六牙白象而怀孕，生下了释迦。画面上菩萨乘象缓缓而行，前有飞天散花，后有月伎演奏音乐，在白象的两根长牙上还站着两个天人也在弹奏乐器。南壁上部画夜半逾城的场面，表现悉达多太子长大成人后见到了人间的生、老、病、死诸苦，一直在思索解脱之道，最后决定出家。画面上太子乘马急速奔驰，马足下四个天人各托一马足乘云升腾而上。龛外北壁下部画菩萨二身，身体修长，足踏莲台，面相丰满，头戴宝冠，并有华丽的头光，璎珞飘带垂于胸前，珠光宝气，富丽堂皇。龛外南壁下部的两身菩萨也站在莲台上，穿着华丽，形态雍容，如右侧这一身菩萨身体略向后倾，面相丰圆，神情庄严。 龛下画供器，两侧画供养菩萨各五身。

分上下两部分。上部绘五铺大型经变。自西向东依次绘有密严经变、天请问经变、药师经变、华严经变、思益梵天请问经变。经变的构图图式均沿袭前期经变画的固定图式，即封闭式、开放式和对称式三种基本形式其中《华严经变》画面分上下两部分，上部分描佛于“七处九会”说法的场景，下部分表现“莲华藏庄严世界海”。每一处内容皆有详细的榜题说明。下部分东起依次绘女性供养人16身、屏风画佛传故事9扇。佛传故事画西起第一扇“夜半逾城”等、第二扇“太子剃发出家”等、第三扇“车匿回城”等、第四扇“乳靡供奉”等、第五扇“树下降魔”等、第六“初转法轮”等、第七“度脱人、天”等、第八“树下涅槃”等、第九“供养舍利”等。

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。

难陀出家缘全图：此画与同窟的“萨埵太子本生”和“尸毗王本生”两画的风格一致，构图形式亦同，似应为同一画师或流派相同的画家所绘。图中以释迦像为中心，左右下端绘难陀与孙陀利难于割舍的款款深情，与画面两侧的深山苦修的禅僧恰成对比，又与释迦两旁的戒师、金刚的苦苦威逼形成难解的矛盾。