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。

飞天头梳双髻一手托莲花，一手拈花蕾，伸张双臂飞翔。人物五官勾画得准确传神，形体勾线简洁，以线为主再稍加晕染。

伎乐童子缠枝火焰纹龛楣：龛楣上部绘有火焰纹，下部绘伎乐童子缠枝纹，中间间隔连珠纹。缠枝叶片肥短，分布茂密，伎乐童子形体较小，隐在叶枝中间，手持箜篌、琵琶、笛子、排箫、笙、琴。

大鱼：在波浪起伏的大海里，浮现出两尾大鱼。大鱼表示海中有无量珍宝，也可能同佛经中的文殊菩萨化成鱼供人食用的故事有关。鱼的造型是以鲤鱼和鲫鱼为基础神化的，是敦煌壁画中形体最大，描写最为细腻的鱼。

佛背光飞天：佛背光外层为土红、蓝、石绿色相间的火焰纹，第二层是托盘献花的飞天，内层为化佛。飞天呈中原画风，童子面相，形体虽小，但画工精细。

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。

绿色的净土变：在四面建筑环绕的庭院正中，放一大型金属供器，四周聚集着佛的十大弟子等，秩序井然。人物形体虽不大，描绘却一丝不苟。绿色底色显得格外鲜明。主要颜料有绿色的石绿、铜绿及蓝色的青金石、蓝铜矿等。

献花飞天：飞天头梳双髻，一手托莲花，一手拈花蕾，伸张双臂飞翔。人物五官勾画得准确传神，形体勾线简洁，以线为主再稍加晕染。

挽车白马：在九色鹿本生故事画中，国王乘坐白马拉的车，出城寻找九色鹿。白马形体修长，姿态典雅。

维摩诘经变中，文殊师利坐在胡床上，与维摩诘展开辩论之际，站在文殊旁的舍利弗心想：“日时欲至，此诸菩萨当于何食”维摩诘立刻以其神通力变化出化菩萨，到香积国借来香饭，直降文殊之前将钵中香饭倾于地，诸菩萨食之不尽。画面中文殊菩萨与化菩萨形体比例悬殊。化菩萨高髻宝冠，配饰璎珞、臂钏、上身赤裸，腰系短裙，内穿齐膝扎口裤，赤脚。这种菩萨画像在敦煌壁画中是少见的。文殊著一般菩萨装，面相修长而清秀，所坐莲花床座与供桌均装饰华丽。绘制工整为此时期壁画的独特风格。