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。

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。此图构图紧凑，人物众多，描绘精致，设色富丽。