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。

东陂上部中央绘莲花摩尼宝珠，两侧各绘一飞天。莲花摩尼宝珠下绘二力士，衬托着宝珠。力士南侧绘一孔雀，北侧绘一朱雀。下方由北而南，绘乌获、玄武、倒立力士、开明、神兽等。最下层也是山林、野兽等人间的景象，部分已毁。今天只能看到一些山林树木以及山间的一只猕猴和一匹残缺的马。

水光山色：越过高高的山崖，可以看到山后的景色，人们正在划着船争先恐后地去迎接佛像。近处的船大 ，远处的船小，形成对比，体现出空间感，远山之间沿水平线画出云层。

在龛眉上面可以看到有飞天，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。

二舞伎均举巾而舞，舞姿动态完全一致，欲用一正面，一背面的处理，使画面既富有变化，又能使观者清晰地看到舞者同一舞姿的正面与背面，使人感到舞者正急步环行。

宫墙外山水：王宫中建有四阿顶楼，楼角处露出掌状梧桐树叶，透过楼下的栏杆，可以看到外面的滔滔流水。远处的断崖、山峦、树木历历在目。

拆楼图：佛经中说，国王献给弥勒佛一座宝幢，弥勒佛把它施舍给了婆罗门，婆罗门当即拆毁分掉。图中所画的是一座二层楼阁，上层已被拆除，露出内部大叉手屋架结构。楼内有楼梯，一人正从楼梯口上至二层。在敦煌壁画中能看到室内楼梯的建筑不多见。

壁画中是一组正在表演的乐舞,这组乐舞中共有十四人乐伎和两个舞伎,从画面中可以看到,这组乐舞中把乐伎画得比较大,而把舞伎却画的很小.一般情况下,乐伎和舞伎的比例是相等的,从视觉效果上没有大小之分,只有个别情况下,把舞伎有意地画大一些,突出主要表演者的形象,而把乐伎画大舞伎画小的情况却是极为少见的,也可以说仅此一例.从图中可以看出,坐在左边的乐伎所演奏的乐器有羯鼓,横笛,排箫,笙等;坐在右边的乐伎所表演的乐器有鸡篓鼓,鼗鼓,都昙鼓,竖箜篌,琵琶,排箫,竖笛等.

二层楼配殿：大型寺院的一侧，可看到五开间的二层楼配殿与回廊、角楼。配殿楼前的回廊向前延伸出画外，后面在层楼之后还有一座圆形木塔掩隐在树叶中，造成前后侧面还有许多建築与院落的遐想，使有限的画面容下了无限的空间。整幅绘画，透视基本合理，展示了盛唐建築的富丽与恢弘。