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。

山峦及树林：山峦、树木、动物构成了此窟山水画卷的主要内容，山峦的描绘一种是以重色晕染，一种是不加晕染，其中以线描绘岩石的纹理。在山与山之间用色彩的浓淡来表示其层次变化，在颜色较淡的山峦中，可以看出表现山石纹理的线条，当初可能是根据这些线条的范围来上颜色的。

文殊坐狮特写：文殊菩萨所乘的狮子，头部刻画细致入微，其造型具有图案化的典型性，线条起伏运转，而且规整，上眼睑一笔而就，有轻重粗细变化，墨色润泽，形成一条漂亮的曲线，下眼睑在淡墨之上提加浓墨线，眸子两层深浅略异的墨色，湿润有神，嘴沿处除勾勒出胡须之外，还点画出皮毛上的点状刺斑，益发生动。

散花飞天：飞天在云端双手举花飞翔，巾带舒卷自如，线条圆润，色彩鲜明而简约。

裸体童子飞天：裸体童子飞天是男身，白色肌肤，两颊加色渲染，双腿上翘，披蓝色长巾，赭蓝线条勾线。敦煌壁画中仅裸体飞天十五身，其中裸童飞天更少，此图像为代表作，十分珍贵。

在画面中，表现了旅人在山间行进。人物下部的山丘，沿山的轮廓线有短线条，这是唐代最简单的皴法，它往往与色彩配合表现出山的立体感。

展臂飞天：在经变中，佛宝盖上的树梢间，飞天展臂飞翔，手势柔软，巾带绕腕，形成流动的线条。前方有长着桂树的月亮，其后云端有赴会的菩萨。

灵鹫山：灵鹫山是释迦牟尼佛说法的地方，据佛经记载，灵鹫山因其形似鹫鹰而得名。图中这样高耸的山峰，在隋代以前的壁画中尚未见到。山峦的轮廓染出绿色，并在其上绘密集的线条以表现植物，这是隋代的新画法。

在悬崖深壑之前,呈现山穷水尽已无路的困境.玄奘诚心祈求菩萨 渡其危难,悟空显得苦恼急躁,师徒二人对比强烈,而白马则静立以待.画面近乎白描,线条优美,乃上品之作.

莲花化生缠枝忍冬纹龕楣：缠枝中只繪中央一个大化生和左右两个小化生，纹饰简略，但线条清晰。