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。

第254窟建于北魏。洞窟位于莫高窟崖面中层，是莫高窟最早的中心塔柱式洞窟。洞窟前部为人字披顶，人字披南北两端模仿汉式传统木构建筑形式，承托有木质斗拱。在东西两披上浮塑有数条凸起的椽子，椽间饰以手持莲花、忍冬的天人图案。洞窟后部为平顶，中央有方形中心塔柱，连接窟顶和地面。中心柱四面开龛。东向面开一大龛，内塑交脚弥勒佛像，佛两侧原各有胁侍菩萨二身，现南侧残存一身，北侧存二身。龛内火焰纹头光、身光两侧画供养菩萨，其下分别画婆薮仙和鹿头梵志。龛顶画飞天。龛楣饰莲花化生童子，龙形龛梁，两侧塑束帛柱承托。龛上和两侧影塑供养菩萨大多残损，仅存数身。中心塔柱南北西三面均开上下两龛；南北向面上层为阙形龛，内塑交脚弥勒菩萨像；下层为圆拱形龛，内塑禅定佛像。西向面上层为双树龛，下层为圆拱龛，塑像均为结跏趺坐的禅定佛。龛外还塑有胁侍菩萨。在上层龛两侧均有影塑菩萨，但都已被熏黑。中心柱下部即塔柱四面画有药叉像。南北两壁在前部人字披下各开一阙形龛，内塑交脚弥勒菩萨，洞窟后半部的南北两壁上端各开四个圆拱形龛，内塑佛说法像及禅定像各两身，其中南壁四龛中佛像头部均残，北壁尚有两身保存完好。洞窟四壁最上层绕窟一周画天宫伎乐，中段画大量千佛，千佛旁均以榜题标明佛的名号，共计有千佛一千二百三十五身。南北壁的西侧与中心柱相对的位置各画说法图一铺。西壁中央画白衣佛说法图一铺。洞窟前部南北壁中段绘有本生故事和佛传故事，南壁前部阙形龛下绘制了降魔变，紧邻降魔变的西侧，绘本生故事画萨埵舍身饲虎本生。北壁前部阙形龛下绘大幅因缘故事难陀出家因缘，西侧绘尸毗王本生故事。洞窟四壁所绘千佛、说法图和故事画的下方，是一条由方格纹、菱形纹等几何纹样与变形的莲花、缠枝忍冬纹等植物纹样相交而成的一条连续性装饰带，在四壁最下层，即装饰带下方，画有数身药叉像。洞窟东壁门上方，开有一方形明窗。门与窗的南北侧均画千佛。洞窟甬道北壁残存隋代画说法图一铺。

第五七窟南壁中央画一铺说法图，四周画千佛，下部画供养人（大部分已残毁）。说法图为阿弥陀佛说法图，这铺说法图中佛、菩萨、弟子等形象达十五六身，除了主尊佛像和两身大菩萨以及身材较小的天王外，其余的人都仅露出半身或露出头部。中央的菩提宝盖下，阿弥陀佛结跏趺坐，手施无畏印说法，座前设熏炉，左右有双狮守望。观世音、大势至菩萨侍立两侧，弟子及圣众排列身后，金刚力士护卫于前，飞天翱翔于彩云中。两大菩萨均面向观众，左侧观音菩萨头戴化佛冠，项饰璎珞，两手上举，配合着微微低下的头，神态矜持。在观音菩萨后面的三身菩萨虽然只露出头部，但面容秀美，神情各异，特别是靠近佛像的一身菩萨，手托莲花，头微侧，目光向着观众，神态娇媚。说法图中金刚力士身材短小，上身半裸，赤足，手臂和腿肌肉突出，双眼圆瞪，张口欲吼，手持金刚，神态威武。说法图上方菩提树两侧各有一身飞天，他们体态轻盈，随着翻卷的彩云自由地飞下来。此图构图紧凑，人物众多，描绘精致，设色富丽。南壁下部的供养人大约为晚唐所绘，大部分已模糊不清，这两身供养人跪在方毯上，手持香炉，神情虔诚。

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。

东壁绘维摩诘经变一铺。画面以“品字形”排列，窟门上方为“佛国品”的内容，维摩诘与文殊菩萨分别位于窟门两侧。窟门上方画面中央绘释迦牟尼佛倚坐说法图一铺，佛右下侧描绘宝积长者并五百子持七宝盖献佛的情景，说法图的北侧，绘佛趺坐说法图一铺，描绘的是“香积佛品”中的香积佛国。说法图的南侧，绘“菩萨行品”中维摩诘以神通力手擎大千前往佛所的情景。窟门南侧画面以维摩诘为中心，上部描绘“不思议品”中的“借座灯王”情景，中部绘“问疾品”的维摩诘居士，维摩诘北侧绘“观众生品”中的天女与舍利弗，维摩诘下方绘“香积佛品”中献香饭的化菩萨与“方便品”的王子官属等人。下部绘“权方便品”的情景。窟门北侧画面则以文殊菩萨为中心，上部绘前来问疾的文殊菩萨及其身后随行的佛弟子，文殊菩萨南侧绘手持塵尾的吉祥天女，中部描绘“方便品”中前来问疾的帝王和侍臣。下部模糊。

门上画男、女供养人各一身，侍从各二身，题名“窟主沙州释门都法律和尚金光明寺僧索义辩……”，最下面的字，壁残而失。门北画维摩诘经变一铺，下屏风三扇，画权方便品等，北起第一扇屏风绘一片陋舍小酒店内，维摩诘与食客同坐在矮凳上，手持麈尾说教。北侧画女供养人二身。门南画报恩经变一铺，下屏风三扇，画恶友品。

画供养比丘二身，他们身披袈裟，手持香炉，神情严肃，虔诚向佛。

上画千佛，中部画佛教史迹画，自西向东依次为：1.汉武帝获得匈奴祭天金人与张骞出使西域；2.释迦浣衣池与晒衣石；3.佛图澄之神异事迹；4.阿育王拜外道尼乾子塔；5.康僧会感应故事，下部画菩萨七身。 北壁西侧上部画张骞出使西域图，共由4组画面组成，呈“凹”字型排列，每个画面旁均有清晰榜题，表现汉武帝获得匈奴祭天金人和张骞出使西域的情景。1、在画面的右上角有一殿堂，内有两个站立的佛像，殿堂正面额匾上有“甘泉宫”三字，下方画帝王、臣属持香炉或笏拜谒。2、皇帝骑在马上，左右臣属八人，一人手持曲柄华盖。张骞持笏跪拜辞别，后有从者持节牵马。3、张骞行进在途中。4、远处有一城郭，二和尚立于门外，城内有佛塔。此幅出使图中，张骞一行乘骑半藏山后，表现了山重水复的效果，体现出张骞等人的艰辛，情节、环境相互映衬。 北壁中上部偏西侧画佛陀洗衣池和晒衣石圣迹故事。1、释迦摩尼右手提袈裟立于水边。2、有天女从天空飘飘而降，准备替佛陀清洗袈裟。3、方石旁有一个不信佛教的外道婆罗门，赤裸上身，光着脚，跳踩和弄污方石。4、石上有乌云，云中雷神正击鼓鸣雷。5、方石的右下角再画婆罗门被雷电击毙。6、方石的另一侧有两位天女正在洗石。 北壁中上部偏东侧画高僧佛图澄的故事，以上中下三组画面表现佛图澄的神异事迹，上画佛图澄立于七层塔前，合十向人们解说塔檐的风铃声音有异，指出这是不详之兆，预言石虎和石韬将要火并。中间画一帝王，上有华盖，坐在胡床上与臣属观看僧人施法，这个场面是佛图澄为石虎说法时，幽州四城门起火，佛图澄使神力用酒灭火的情景。左下画一僧人赤裸上身，坐在水池边，正在洗肠的情景，据《高僧传》卷九“佛图澄传”记载，澄左乳旁有一孔，有时肠从中出，或以絮塞孔。夜欲读书，辄拔絮，则一室洞明，又斋日辄至水边，“引肠洗之，还复内中”。 北壁佛图澄故事右下角画阿育王拜外道尼乾子塔。阿育王是公元三世纪中印度摩揭陀国国王，笃信佛教，大造佛塔。画面画一帝王率臣属礼拜六塔，下跪者是阿育王，由于该塔是外道之塔，受不起信佛教的阿育王一拜而倒塌。 北壁东侧上部画康僧会故事。康僧会是三国时代的高僧，主要在江南弘扬佛法，在佛教南传的历史上有重要意义。故事由四组画面表现：1、画康僧会坐鼓帆小舟，顺风而行下江南来到东吴。2、最下面画一帝王向僧人跪拜合十，表示孙皓下跪迎接穿袈裟的康僧会。3、中间画一大帐，账内莲座上舍利放光芒，账外帝王与僧人作谈论状。表示吴人本不信佛教，吴王孙权召康僧会问佛有何灵验，康僧会遂以神力获舍利，光明四射，吴王乃信，立建初寺。4、画一寺院，院外僧人观看并有人运送木料，当为建初寺修造的情景。

第五七窟北壁的布局与南壁一致，也是中央画说法图一铺，周围画千佛，下部画供养人。上部的千佛烟熏变黑，下部供养人也已模糊。中央的说法图保存较好，阿弥陀佛结跏趺坐，扬掌说法。佛像右侧的弟子迦叶身着袈裟，不经意地手托鲜花，正虔诚地听佛说法；佛左侧弟子阿难面朝佛像，双手捧着长茎莲花，神态恭谨。迦叶旁边提净瓶的观音菩萨，侧身向佛，头微微低下，轻抚衣带，神态安详；大势至菩萨则是面向观众，一手上举，一手持花自然垂下，双目下视，神态温婉。下面七宝水池中碧波荡漾，莲花盛开。说法图中的飞天张开双臂，身体呈弧形飞下。

画供养比丘二身，他们身披袈裟，手持香炉，神情严肃，虔诚向佛。