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。

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。

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。

这是根据《佛说阿弥陀经》绘成的西方极乐世界图，是莫高窟最早，场面最大的净土变。变相大结构分为三段：下段为地面，中段为水国，上段为天空。中段为七宝池平台楼阁为主题，西方三圣——阿弥陀佛及观音势至为中心，圣众围绕其周围。下段为地面，七宝栏楯，楼阁相对，金沙铺地，琉璃合成。中部为舞乐场面，乐工奏乐歌伎起舞，天人自三面围观，一派歌舞升平景象。上段为蓝天，云挚楼阁，幡蓋耸立，天乐不鼓自鸣，天女虚空散花，整个画面形成海阔天空、幽深高原的境界，这就是幻想中的神灵居住的极乐世界。

这是根据《佛说药师如来本愿经》画的巨型壁画，主题为七身药师佛。他们的身边有日光、月光菩萨、还有十二员药叉神将，保护众生免于苦难。在药师佛的前面，中华登楼‘西域灯轮并出，灯火辉煌，展现出规模巨大的舞乐场面。 二十把八人组成的乐队，有不同肤色民族乐工，演奏着中原、西域的乐器。中间的灯楼座下，题有墨书发愿文“贞观十六年岁次壬寅奉为大云/寺律师道弘法师口奉口/……”。这是敦煌初唐壁画中最早的纪年。 画面下部中间，画著名的胡旋舞。北壁东方药师变下部的乐舞场面,用中间的灯楼为界， 分为左右两组，各有一对舞者，东侧素裹白裙，西侧穿锦 衣石榴裙，均在小圆毯上急速旋舞，应该是典型的胡旋舞。两边除乐队外，还画有二菩萨正在燃点树形七层药师灯轮。 灯火辉煌，更增添了歌舞欢乐的气氛，烘托了东方药师净土。这是敦煌壁画中最美妙的乐舞图之一。

华严经变：北壁西起华严经变，下画屏风一至四为华严诸品。《华严经》，具名《大方广佛华严经》，梵名，或称《杂华经》。中国华严宗即依据本经，立法界缘起、事事无碍等妙义为宗旨。学术界一般认为，《华严经》的编集，经历了很长的时间，大约在公元2～4世纪中叶之间，最早流传于南印度，后传播到西北印度和中印度。《华严经》是佛成道后在菩提场等处，藉普贤、文殊诸大菩萨显示佛陀的因行果德如杂华庄严，广大圆满、无尽无碍妙旨的要典。

药师佛身着大红袈裟立于莲花上，左手托钵于胸前，身旁长幡为五色续命神幡，佛像左胁侍日光菩萨。上部飞天乘云飞翔，姿态生动，披巾腰带当风飘拂，动感强烈。此图是敦煌壁画中最早一幅药师佛说法图，左侧为清代穿洞凿毁。

白衣佛：莫高窟北朝石窟中绘有五幅身穿白色袈裟的佛像，因着通肩白色袈裟，故又称之为“白衣佛”。第254窟的作品为同题材中最早的。关于白衣佛像的身份，学术界尚无定论，有人认为是“佛影”，又人认为是着白衣的“弥勒”，还有人认为是“释迦”。

大殿斗栱：大殿翼角的转角及補间铺作各一组，转角铺作作双杪双下昂，即是从柱头铺作上，栌斗口内向前挑出两跳华栱，从华栱跳头上出两跳下昂，第二跳昂头上出令栱及替木承簷檩。令栱中心出批竹昂形的耍头，是斗栱出现耍头最早的例子。

湖光泛舟：第323窟南北两壁佛教史壁画中，绘有大大小小的木板船和帆船十多只，划桨、摇橹、张帆、拉纤等各类驱动方式都有。本窟的帆船和小木板船图像都是敦煌壁画中最早出现的。小木板船的出现是造船史上的飞跃，殷商甲骨文中已有记载。此图中间部分是一大船，是早年被人粘取盗走。