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。

该窟开凿于西魏大统年间（主室北壁发愿文中存有西魏大统四年（538年）、五年（539年记年），是敦煌石窟中最早有确切开凿年代的洞窟。主室为覆斗顶形窟，平面为方形。窟室中央现存一元代所建的方形坛台，南壁和北壁对称地各开凿4个小禅室。部分禅室内或门口还残留有元代所修小塔的部分塔身。窟顶中心方井画华盖式藻井。四披绘中国传统神话诸神与佛教护法神形象，有摩尼宝珠、力士、飞天、雷公、乌获畏兽、伏羲、女娲等。四披下部一周绘有３６身禅僧于山间、草庐中坐禅。山林间绘有各种野兽及捕猎场景。西壁中央凿一圆券形大龛，两侧各有一小龛。主龛内为倚坐说法佛，小龛内各一身戴风帽禅僧塑像。龛外壁面上部画诸天外道形象，有日天、月天、诸星辰、摩醯首罗天、毗瑟纽天、鸠摩罗天、毗那夜迦天及供养菩萨等，下部画四天王、婆薮仙等，最下部龛沿画忍冬纹边饰南壁分上、中、下三段。上段通壁绘11身持乐器的伎乐飞天；中段通壁绘《五百强盗因缘》故事画，末尾处绘释迦、多宝“二佛并坐”；下段开四个小禅室，禅室间壁面自东向西绘有《化跋提长者姊缘》、《度恶牛缘》、《沙弥守戒自杀缘》和《婆罗门施身闻偈》故事画。其表现形式，或长卷连环画，或单幅画。故事画下方绘金刚力士。北壁分上、下二段。上段通壁绘有七铺说法图，每铺下方均有发愿文和男、女供养人。其中西起第二铺和第七铺说法图发愿文题留纪年还可读识。下段亦开有4个小禅室，与南壁小禅室相对应。东壁门上方绘有三身坐佛，门南、北侧各绘大型佛说法图一铺。甬道顶层残存中唐所绘趺坐菩萨一铺，南壁中唐画不空绢索观音经变一铺，北壁中唐画如意轮观音经变一铺。前室平面横长方形，窟顶为一面斜坡形，存宋画残痕。前室西壁门上开一小窟（敦编第286窟），门南残存宋代供养人像，底层可见中唐画，最底层为西魏壁画。门北为第287窟，存宋画男供养人像。

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。

西壁开圆券龛，龛口略方，作内外两层。龛顶绘伎乐飞天十五身，佛像两侧各绘弟子六身、菩萨六身，西壁北侧下绘鹿头梵志。龛楣绘忍冬莲花化生图案和联珠纹边饰。外层龛西壁两侧各绘菩萨二身，南、北壁各绘飞天二身、菩萨二身，龛口顶部绘龛楣火焰纹，火焰纹楣尖达窟顶西披。龛楣上绘飞天四身，龛楣内绘化生、伎乐，南北两侧各绘菩萨二身，龛口外沿绘联珠纹，龛上绘飞天十四身。西壁南北两侧上部画维摩诘经变。南侧是文殊菩萨，文殊菩萨在一所三间歇山顶殿堂的中央，随行前来的天人、菩萨皆侍立于堂内文殊的身后。众弟子跪坐在两廊前后，合掌听法，殿后是茂密的绿树，殿前有流泉莲池，成对的水禽在其间游戏，上空有飞天捧花漫撒。北侧是维摩诘，维摩诘居士在五间歇山顶殿堂中央，右手持塵尾，凭几而坐，堂内、廊间和台阶下挤满了听众。殿前有莲池，殿后有树林，都和南侧的文殊菩萨遥相对称。南北两侧下部各绘弟子五身、菩萨四身。西壁下部宋代绘供器和供养菩萨十二身。

前部人字披下阙形龛内塑交脚菩萨一身。龛上画坐佛一身，飞天四身。上画天宫伎乐，存八身（熏黑），脊坊、椽坊两端下均有木质斗拱。 龛外两侧画千佛，龛下画难陀出家因缘变一铺。难陀出家因缘是讲：释迦牟尼异母弟名难陀，有妻孙陀利美艳无比。释迦命剃师为难陀剃发，强迫出家。难陀留恋妻子，心怀思念。一日偷跑回家被释迦发现，将他唤回，严加训诫，又领他遍游天宫，观诸天女，复游地狱，见汤镬之刑。难陀悔悟，即一心从佛，成为罗汉。画面以释迦端坐说法为中心，左右对称地表现相同的情节，即“弟子深山坐禅”、“弟子闻法”和“难陀与妻子告别”几个情节。图中佛像右下的比丘即难陀，东西两下角表现难陀与妻子分别时的依恋之情 。此故事画在敦煌仅此一副。 龛下东起画尸毗王本生故事一铺，故事讲：有鹰逐鸽，鸽逃至尸毗王处求保护，鹰向尸毗王索取说，若不还鸽，亦将饿死。尸毗王为了两全齐生，乃割肉赎鸽。鹰求肉与鸽体同重。王身肉将尽，其重犹不如鸽，遂举身坐秤盘内。画面以端坐的尸毗王为中心，左右对称分布主要情节和人物，在同一画面中表现了“鹰飞逐鸽子”、“鸽子向王求救”、“王妃劝阻”、“割肉”、“举身坐称”、“天人赞叹”、和“称鸽”等主要情节。图中以割肉场面居中，尸毗王神情庄严，呈游戏坐姿。画面上方为老鹰逐鸽，右为眷属惊惧哀劝，左为臣民敬仰赞叹，左下一人持称、着胡服。 后部上画天宫伎乐十八身，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，龛壁画化生童子，依次分别为四身、六身、四身、六身。龛楣画忍冬。各龛之间以忍冬龛梁相联，龛壁画化生童子。尸毗王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。

北壁阿弥陀经变占了整面墙壁，阿弥陀经又名小无量寿经，主要描述了西方净土无比庄严、清静、美妙和安乐、祥和的景象。 上部碧波蓝空，天水相接，十身飞天千姿百态；乘云驾雾的赴会佛和菩萨表示的是十方诸佛和菩萨赴无量寿佛说法会场面，呈对称结构分布在天空层，有五座楼宇殿阁，四组一佛二菩萨组合；在阿弥陀正上方，整个画面上层天空的中间描绘的是净居天，此处绘朵云及其上二层楼殿，殿内有倚坐和趺坐佛，下殿还站立二胁侍菩萨，殿前有七宝道场树，两侧各有一组赴会的一佛二菩萨，具有对称平衡美。 中央主体部分描绘的是西方三圣：无量寿佛居中趺坐，观音菩萨和大势至菩萨胁侍两侧游戏座，还有众菩萨分列两侧；水池中建有平台和两侧楼阁，水池中绘有迦陵频伽、鸭子，化身童子、鸳鸯、荷花等生动形象，栏杆上立着孔雀；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； 在中间层，两侧楼阁的上方，绘的是赴会佛众，可谓佛尊率众菩萨的出行图。 位于阿弥陀下方，整个画面中下方的两身伎乐菩萨，脚踩圆毯，两旁是一些伎乐菩萨和供养菩萨。 下层五代画一层男供养人，已经漫漶不清。

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。

东壁门上中画倚坐佛说法图一铺，主尊佛倚坐在有靠背的金刚座上，跣足踏莲花，华盖简约，侧有二飞天，胁侍四菩萨，跣足站莲花上，体态优美。 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）。 构图左右基本对称，图中的树木、花草等，均有图案化的倾向。

经变的主要部分受到华尔纳盗劫行径的严重破坏。但画面上部，四身散花供养的飞天保存完好。飞天两两相对称，在对称中又富于生动的变化。前面的一身回头，与后面的一身密切呼应。构图上，巧妙地利用了画面上沿狭窄的空白。这是莫高窟唐代飞天的代表作之一。

南披画面以众多的建筑为主体。这些建筑以曲尺形的院墙环绕，殿堂林立，重阁回廊，错落相间。同表现的是《法华经?譬喻品》中的“火宅喻”场景。画面以建筑群为主体，画师以画面中间人物、山峦和车乘为纵向分隔带，将建筑群分为左、右两大部分,以表现“火宅险恶” 和“三车劝离”为主，中间描绘其它情节，故事自右至左依次展开。在两组建筑中间，自上而下绘有羊车、鹿车、牛车“三车”及三辆装饰华丽的大白牛车，并在最下部中央绘三铺佛倚坐说法图。总体上看，该幅画面采取“以中间人物、三车为对称轴，左右两侧对称分布画面”的构图。