该窟建于北魏统一河西后。原为人字披中心塔柱窟，因东壁塌毁，仅存人字披少部及塔柱。整窟平面呈方形，窟顶前部为汉式人字披顶，西披画供养天人持莲花，脊枋存部分平棋图案；后部为平棋顶，仅东南角存斗四平棋图案两方，其中一方中央表现莲池中裸体童子游泳，外侧四角表现四身飞天，边沿以忍冬装饰。后部中央有中心塔柱连接窟顶与地面，塔柱四面开龛，东向面开圆券形主龛，龛内塑倚坐弥勒说法像（眼、鼻、手已损毁），着右袒式袈裟，衣褶采用贴泥条和刻阴刻线相结合的表现手法，自然流畅。龛内两侧分上下层各绘十身供养菩萨，龛顶画四身飞天及佛背光图案，龛楣装饰莲花化生图案，两端为双龙装饰。主龛外原塑天王二身，现北侧存一身天王像，是莫高窟现存北朝唯一的彩塑天王像。龛上部存浮塑供养菩萨，龛下部塔座座沿北魏画供养人（模糊），塔座最下部有宋朝绘供养人像（模糊）。塔柱其余三面均上下开龛，南北面上层均作阙形龛，内塑菩萨像，西壁与其他各龛均塑禅定像，各龛外两侧均塑菩萨像。此窟前半部南北壁东侧（人字披下）画大型说法图，现大部已毁；靠后各部中央画小型说法图一铺。后半部现存西、南、北三壁壁画，作三段式布局，上段画天宫伎乐通绕全窟，中段画千佛，最下层为药叉（金刚力士）。在千佛、力士之间，有一横长的故事画带通联三壁，南壁画沙弥守戒自杀因缘故事及弊狗因缘故事，西壁绘九色鹿王本生故事，西壁北段与北壁画须摩提女因缘故事。这些在赭红底壁上绘成的故事画，都以人物、动物为主，山水、房宇、车马、器物仅为衬景，这正是汉晋传统画风在佛教壁画上的延续。此窟的连环故事画，是莫高窟开窟以来的全新构图形式，是敦煌壁画故事中的经典之作，对此后莫高窟佛教艺术的发展具有深远的影响。

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。

上画千佛，中画佛教史迹画，自西向东依次为：1.西晋吴淞江石佛浮江；2.东晋扬都出金像（大部被美国人华尔纳盗劫破环）；3.隋文帝迎昙延法师入朝，下画菩萨七身。 南壁西侧上部画西晋石佛浮江故事。由西端开始：1、画二佛立于水面上，僧俗数人在岸上作礼拜状。2、下面画道士扬幡设醮迎接。3.以东画吴县人朱膺和东林寺僧人雇船载石佛去通玄寺，江岸僧俗妇孺纷纷往迎、跪拜。 南壁中上部画东晋扬都金像出渚故事。图中左、中、右分别画光芒四射的佛像、莲座、佛光，画面与故事中得金像、得趺座、得佛光的描述相吻合。位于得趺座的场面之下，莲座下方一叶小舟，扬帆海上，舟中有比丘和船工数人，就近迎接佛像。画面中迎佛的大船画面已被华尔纳劫走，现仅存两名纤夫和迎佛的僧俗人众。 南壁东侧上部画昙延法师祈雨的故事。由4个画面组成，呈“凹”字型排列：1、画肩舆中坐一僧人，六名轿夫弓身抬行，榜题为“帝迎法师入朝时”。2、画一帝王向一僧人行礼，帝王后侍臣四人，其中一人持曲柄华盖。3、上画宫殿内一僧人坐高座上，殿前阶下一帝王率领臣属五人跪拜施礼，天空乌云密布，大雨将至。4、上画城内大帐中，一僧人坐高座上讲说，前有一帝王坐胡床上恭敬聆听，五人侍立左右。又画一舍利塔大放光芒，榜题为：“延法师于塔前与文帝说涅槃经并造疏论讫感舍利塔三日放光”。

北壁画观无量寿经变一铺，壁面上层绘有十方佛赴会，一佛二菩萨，头顶华盖，坐于祥云之中，与南壁一样，琵琶、箜篌、排箫、古琴腰鼓、阮咸等各种乐器乘着飘带飞行。 经变正中上方有三座大殿，大殿殿顶两侧是两身飞天，动势都朝着大殿。 三殿前后排列，均为单层，单檐庑殿顶，两侧各置单层配殿，配殿左右又各置二层楼阁，单檐歇山式顶，以廊庑与中部后殿相接，廊庑转角处，于庑顶置角楼，两角楼外侧绘出缭绕的蓝绿色云海，苍茫延伸至地平线，两身小飞天从廊殿顶处升起，恰巧与后面的云海相映成趣。 画面殿堂与角楼的檐下椽飞斗栱用仰视角度现出斗拱，结构严密，两侧的配殿用俯视角度，显示出层次、结构上的井然有序，人物用正投影。 无量寿佛座前有胡跪供养菩萨，以花朵、香炉虔诚供养，飘带环绕，描绘流畅生动。 三殿前有大平台，画无量佛、二胁侍及诸菩萨；中间有三座小平台，左右平台为由十六身乐伎组成两组乐队，中间平台二乐伎对舞； 三平台前面另有三座小平台，中间平台画白鶴、孔雀、鹦鹉、迦陵频伽、共命鸟，左右平台置化佛与诸菩萨。 全部建筑架在宝池中，池中有莲花、化生、鸳鸯，平台之间及平台与殿堂之间均以斜道与小桥相连，宝池的水纹、漩涡用线粗细有变化，颇有碧波荡漾的质感，是最宝贵的唐代建筑资料。 西侧未生怨、东侧十六观。 北壁西起画观世音菩萨三身；下宋画女供养人一排，底层盛唐画供养人（模糊）。

北壁上部通壁绘有七铺说法图。其中，除了西起第一铺为二佛共处一铺、共有一对胁侍菩萨外，其余六铺皆为一佛二菩萨的组合。西起第一铺说法图在七铺中所占壁面最大，其它六铺所占面积面积基本相等，且衔接紧密。每铺说法图下都绘有供养人行列和发愿文题榜，其中现四铺发愿文仍基本可读。男供养人既有戴笼冠、着大袖襦者，又有戴毡帽着裤褶、脑后垂小辫者；女供养人即有着袿衣、蔽膝者，也有着间色长裙者。西起第二、第五、第七铺说法图下部的发愿文题记保存较完整。依发愿文可知，西起第二铺和西起第三铺分别为过去七佛中的“迦叶佛”和“拘那含牟尼佛”、西起第七铺为“无量寿佛”；男供养人出自阴氏、滑氏，女供养人出自丁氏、史氏、何氏等家族。下方开4禅室。在每一个禅室门上部皆画忍冬禽鸟纹的龛楣图案，下部画药叉。禅间壁面上绘千佛，下绘金刚力士。禅室口还残留有元代加修小塔部分塔身。

上画天宫伎乐十八身。 中画千佛，千佛中央画白衣佛一身，画面上佛着白色通肩袈裟，作说法印，两侧各立一菩萨。此图保存完好，晕染痕迹犹在，佛像衣纹细密流畅，有立体感。 下画边饰一条，边饰下画药叉十七身。

前部人字披下阙形龛内塑交脚菩萨一身。龛上画坐佛一身，飞天四身。上画天宫伎乐，存八身（熏黑），脊坊、椽坊两端下均有木质斗拱。 龛外两侧画千佛，龛下画难陀出家因缘变一铺。难陀出家因缘是讲：释迦牟尼异母弟名难陀，有妻孙陀利美艳无比。释迦命剃师为难陀剃发，强迫出家。难陀留恋妻子，心怀思念。一日偷跑回家被释迦发现，将他唤回，严加训诫，又领他遍游天宫，观诸天女，复游地狱，见汤镬之刑。难陀悔悟，即一心从佛，成为罗汉。画面以释迦端坐说法为中心，左右对称地表现相同的情节，即“弟子深山坐禅”、“弟子闻法”和“难陀与妻子告别”几个情节。图中佛像右下的比丘即难陀，东西两下角表现难陀与妻子分别时的依恋之情 。此故事画在敦煌仅此一副。 龛下东起画尸毗王本生故事一铺，故事讲：有鹰逐鸽，鸽逃至尸毗王处求保护，鹰向尸毗王索取说，若不还鸽，亦将饿死。尸毗王为了两全齐生，乃割肉赎鸽。鹰求肉与鸽体同重。王身肉将尽，其重犹不如鸽，遂举身坐秤盘内。画面以端坐的尸毗王为中心，左右对称分布主要情节和人物，在同一画面中表现了“鹰飞逐鸽子”、“鸽子向王求救”、“王妃劝阻”、“割肉”、“举身坐称”、“天人赞叹”、和“称鸽”等主要情节。图中以割肉场面居中，尸毗王神情庄严，呈游戏坐姿。画面上方为老鹰逐鸽，右为眷属惊惧哀劝，左为臣民敬仰赞叹，左下一人持称、着胡服。 后部上画天宫伎乐十八身，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，龛壁画化生童子，依次分别为四身、六身、四身、六身。龛楣画忍冬。各龛之间以忍冬龛梁相联，龛壁画化生童子。尸毗王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。

北壁阿弥陀经变占了整面墙壁，阿弥陀经又名小无量寿经，主要描述了西方净土无比庄严、清静、美妙和安乐、祥和的景象。 上部碧波蓝空，天水相接，十身飞天千姿百态；乘云驾雾的赴会佛和菩萨表示的是十方诸佛和菩萨赴无量寿佛说法会场面，呈对称结构分布在天空层，有五座楼宇殿阁，四组一佛二菩萨组合；在阿弥陀正上方，整个画面上层天空的中间描绘的是净居天，此处绘朵云及其上二层楼殿，殿内有倚坐和趺坐佛，下殿还站立二胁侍菩萨，殿前有七宝道场树，两侧各有一组赴会的一佛二菩萨，具有对称平衡美。 中央主体部分描绘的是西方三圣：无量寿佛居中趺坐，观音菩萨和大势至菩萨胁侍两侧游戏座，还有众菩萨分列两侧；水池中建有平台和两侧楼阁，水池中绘有迦陵频伽、鸭子，化身童子、鸳鸯、荷花等生动形象，栏杆上立着孔雀；歇山顶的楼阁高二层，深阔都是三间，上下层之间不设腰檐，这种画法只在初唐壁画中才能见到，下层斗拱上挑出朱栏一周，上下层各柱子之间不设门窗墙壁，只在由额上悬挂帘幕，平台地面以花砖铺地，与唐代习俗相同； 在中间层，两侧楼阁的上方，绘的是赴会佛众，可谓佛尊率众菩萨的出行图。 位于阿弥陀下方，整个画面中下方的两身伎乐菩萨，脚踩圆毯，两旁是一些伎乐菩萨和供养菩萨。 下层五代画一层男供养人，已经漫漶不清。

画《佛顶尊胜陀罗尼》经变。画面中央画大幅的佛说法图。佛结跏趺坐于莲座之上两侧及前方有弟子、胁侍菩萨围绕、闻法菩萨和供养菩萨；说法图上方画须弥山及其上建筑，表现的是帝释天和善住天子所居天界的场景。但画面上只有建筑和树木，并无人物形象。在天界与说法图间的画面面中，并画有帝释天和侍者乘云而降的场景；说法图下方及两侧画面画《序品》及经文中的各个情节场景。其中右侧画面自上而下画有向骷髅撒土的场景以及蛇、野干、乌鹫等动物，画面左侧自上而下绘有得到解脱转世之苦的善住与帝释天回访世尊、世尊摩善住顶授菩提记的场景、安置陀罗尼的高幢、高山、楼阁以及拜塔的人们的场景；下部画面绘有地狱、转生、被牵着手的盲人等表现“七返之身”的场景。