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。

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。

西壁开一深龛，佛龛为双层敞口龛，龛内塑像为一铺七身，是一佛二弟子四菩萨（有一身菩萨已毁）。主尊释迦牟尼佛着通肩袈裟，内著僧祇支，头上有螺髻，双目正视前方，面部表情庄严肃穆。袈裟的衣纹自然体贴，并且衣纹的褶襞很浅，采用波浪式的作法，非常写实。迦叶身披袈裟，双手交叠在胸前，两眼凝视前方。阿难身披袈裟，双手合十，神情虔诚，双目下视。龛内南侧的菩萨面相丰圆，他一手托花扬起，一手提净瓶，上身半裸，下着长裙，身体修长而潇洒，璎珞、飘带随身垂下。龛内北侧的菩萨束高髻，头冠已失，面相丰满，双目下视。外层龛北侧菩萨身体修长，衣饰纷繁，神情庄重。内层龛壁画火焰莲花项光、背光，两侧各画一弟子、一飞天，佛光图案较简单，头光大多只画一个圆形光环。 内层龛顶部在佛背光的火焰纹两侧，画出两身散花飞天，内层龛外的龛楣又是外层龛的顶部，龛楣下部为缠枝忍冬、卷瓣莲叶及化生图案，龛楣两侧各画出一身飞天。 内层龛外画出龛梁和龙首龛柱，在龙首后面有一小儿盘腿坐在莲花上，神态天真，双手各持一莲花枝。内层龛外两侧画思惟菩萨各一身，思惟菩萨下各画婆薮仙和鹿头梵志。思惟菩萨头戴三珠宝冠，翘脚坐莲座上，一手支头，一手扶足，头微侧，做出思考的样子，神情动人。婆薮仙满脸胡须，露出一副贪婪的神色，左手持一只鸟，表明他杀生的本性。外层龛南北侧壁上各画菩萨一身。 龛外两侧浮塑龙首龛柱（南侧的已毁）及束帛龛梁。龛沿上部南北两侧画出六身活泼的飞天，一身接着一身向着中间供器相对飞行。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，与顶部藻井边沿的飞天群遥相呼应。龛外南北两壁上部画佛传故事乘象入胎和夜半逾城。北壁上部画乘象入胎，讲述释迦牟尼的母亲摩耶夫人因梦见菩萨乘六牙白象而怀孕，生下了释迦。画面上菩萨乘象缓缓而行，前有飞天散花，后有月伎演奏音乐，在白象的两根长牙上还站着两个天人也在弹奏乐器。南壁上部画夜半逾城的场面，表现悉达多太子长大成人后见到了人间的生、老、病、死诸苦，一直在思索解脱之道，最后决定出家。画面上太子乘马急速奔驰，马足下四个天人各托一马足乘云升腾而上。龛外北壁下部画菩萨二身，身体修长，足踏莲台，面相丰满，头戴宝冠，并有华丽的头光，璎珞飘带垂于胸前，珠光宝气，富丽堂皇。龛外南壁下部的两身菩萨也站在莲台上，穿着华丽，形态雍容，如右侧这一身菩萨身体略向后倾，面相丰圆，神情庄严。 龛下画供器，两侧画供养菩萨各五身。

少女梳双丫髻，有鬋鬓，宽袖襦裙。正在向人们诉说自己的遭遇，神态生动。

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。

文殊图：文殊菩萨头戴花冠，披天衣，手持如意，结跏趺坐于莲座之上。座下青狮昂首翘尾，司职驾驭的昆仑奴则紧拉缰绳，其紧张的神态与菩萨的闲适形成强烈反差。

忍冬马鸡火焰纹禅室楣饰：禅室楣饰画缠枝忍冬纹，叶中有两只灰蓝色马鸡，相对而立，翘尾，低头引颈，睁圆双眼，表现出一副准备啄门的神态，为平静的楣饰增添了几分生气。

十一面千手千眼观音变：元代3窟北壁中间画千手千眼观音变一铺（观音居中，两上角飞天各一身，西侧吉祥天，东侧画婆薮仙，西下三头八臂金刚、象头毗那夜迦，东下三头六臂金刚、猪头毗那夜迦）密宗题材。千手千眼表明观音观照、护持和救度众生，法力广大。壁画作者综合了北魏、隋唐以来的线描技巧，以遒劲的铁线描勾勒出颜面、手、臂和足踝，又以生动的兰叶描、折芦描等描法画出繁复的衣褶和飘带，造型准确，色彩淡雅，质感很强，人物神态端庄。作者以极大的功力一丝不苟地画出千手千眼，用笔纯熟。壁画代表着元代线描艺术的卓越成就。

横笛是敦煌音乐壁画中最常见的乐器之一，经变画乐舞场面的乐队中一般都绘有横笛。图中吹横笛乐伎神态安详，动作自然逼真。横笛绘制写实，吹孔和按孔清晰可见。