该洞窟由前室和主室两部分组成，前室顶部略呈拱形，主室顶部为覆斗形。洞窟始建于隋代，后经唐代、回鹘、民国时期重修，这一点可从洞窟内的隋代供养人、唐代说法图、回鹘经变画及主室北壁龛内民国重塑的佛像得以印证。
由于自然和人为的原因，前室的下部显得漫漶。现存比较完整的是北壁门上的一铺盛唐绘制的佛说法
图，图中佛结跏趺坐，头顶饰有华盖，弟子与菩萨胁侍在佛的左右，面相饱满、体态丰腴的佛教人物形象体现出了盛唐时期的人物造型特征。
主室北壁开有一双层龛，这种形制的佛龛较早出现于隋代和初唐时期。龛内坐佛为民国时期所塑，壁画为回鹘和民国时期绘制。
值得关注的是洞窟内大量的回鹘时期（公元十一世纪七十年代至公元十二世纪初）绘制的壁画，如前室的坐佛、普贤变、药师变及窟顶的藻井和图案，主室东、西壁的说法图。这一时期的壁画内容，多以说法图或佛、菩萨、罗汉等尊像画为主，其布局特点是人物稀疏、结构松散、描绘粗略。在主要壁面上（如南、北壁）各绘制一铺说法图，画面大但人物寥寥无几，人物的形体被增大以填补壁画空间。在洞窟各种建筑结构的顶部（窟顶、甬道顶、龛顶），几乎绘满了千篇一律的牡丹团花图案，相对于说法图和尊像画而言，图案则显得结构紧凑、色彩艳丽、描绘工整精细，使人感到这一时期对装饰画的重视甚于佛教人物画。至于这一时期的人物造型也是别具特点，体态健壮、面形长圆、两颊丰肥、柳眉细目、鼻梁高直、小嘴，明显强调了回鹘民族的外貌、气质，这在相当程度上正是回鹘佛教艺术民族化的重要体现。 （褚玉娟）
西千佛洞第7窟建于北魏时期，是西千佛洞现存最早的洞窟，洞窟平面呈方形，形制与莫高窟北魏中心塔柱窟相仿，前部人字披顶已塌毁，后部有直达窟顶的中心塔柱，塔柱四周形成供佛教信徒右旋礼的通道，上方为平棋顶，中心塔柱四面各开一佛龛，龛内外的塑像多为清代重修，只有正面龛内的倚坐像，虽已残毁，却是唯一保存的北魏原作塑像，佛像身姿挺拔、双肩浑圆，袈裟贴体，透出肢体的轮廓，却又是宽松的式样，阴刻的衣纹 ，略呈浅阶梯式，流畅自如。造像的表现手法上兼有西域式和中原式两种特点，是北魏早期曹衣出水式向秀骨清像褒衣博带式过渡的代表作品之一，此窟壁画布局和莫高窟北魏洞窟一致，分上、中、下三段，上部天宫栏墙内绘了翩翩起舞、多姿多态、生动活泼的天宫伎乐。中部大面积绘千佛，下部绘金刚力士，这些力士个个体魄健硕、动态夸张、粗犷有力。窟内壁画风格与莫高窟同期壁画相同，人物造型健壮、比例适度、着西域式服饰，采用西域式的凹凸晕染手法，表现人物面部与身体的立体感，色彩质朴厚重，多用石青、石绿、在土红底色的映衬下，显得庄重热烈，宗教气氛浓厚。（吴军）
西千佛洞第8窟始建于北周时期，在西千佛洞属保存较完好的早期洞窟之一。洞窟的前部为人字披顶，后部中央作方形塔柱，其形制与莫高窟的北周洞窟较为一致。洞窟壁画在布局上与莫高窟北周洞窟相仿，内容以千佛、说法图及供养人为主，辅以飞天、花纹图案、金刚力士等，营造出佛国世界庄严肃穆的氛围。
一进洞窟，首先看见的就是中心柱，只可惜佛龛内外的塑像损毁严重，只有龛楣上的忍冬等图案依然闪现着艳丽的色彩。北壁、东壁的壁画均自上而下分为四部分：一派祥和的天宫中，飞天在自由地翱翔，天乐神在演绎着天籁之音；无以数计象征人人皆可成佛的千佛围绕在说法图的四周；已不知其身份的众多供养人；历经风尘而漫漶的力士。
值得留意的是西壁中央的涅槃经变。由于《涅槃经》提出众生皆有佛性，不论有什么恶行都可成佛，于是从南朝开始，渐渐在中国流行开来。随着涅槃信仰的流行，作为佛教艺术题材之一的涅槃造像，也随之产生。这幅涅槃经变的两端有高大的婆罗双树，中间是右胁而卧的释迦牟尼佛，佛的身后簇拥着举哀的众圣；双手抚摸佛足的比丘，当是远道赶来奔丧的佛弟子大迦叶。佛的胸前站立着一人，著红色胡服，白眉长须，有学者认为是给释迦佛治病的古代印度神医耆婆。不过因手部模糊，已难辨识手势，未有定论。整幅经变赋色比较单一，描绘略显草率，但画得有景有情，既表现了亡故的悲哀，更多的却是解脱后的平和、安详。 （褚玉娟）
西千佛洞第12窟建于北周，平面呈方形，前部为人字披，后部为平棋顶，中心柱正面开一佛龛，龛内塑像为民国时重塑
，东西两壁南端各设一佛床，佛床上原塑的两铺立佛像多已损毁，仅存东壁中间一尊立佛，为北周原作，除手臂及面部局部受损外，大致完好，佛像肉髻低平，面相圆润饱满，身体健硕，内穿僧祗支，外披红色田相袈裟。此窟的壁画经隋、唐、回鹘和近代重修，在南壁较为完整地保存着北周壁画原作，窟门东西两侧中部绘劳度叉斗圣变和晱 子本生故事，均为西千佛洞的代表作品，其中窟门东侧的劳度叉斗圣变，是我国现存同类题材中最早的一幅，也是唯一北朝时期的劳度叉斗圣变，画面呈横卷式构图，分上下两列，共十一个情节，该画以连环画的形式平铺直叙，与唐代以舍利弗与劳度叉斗法为画面主体的劳度叉斗圣变形式不同，是这一时期发展过程中的早期形式。窟门西侧的晱子本生故事，也采用横卷式连环画构图，晱子本生故事中孝养父母的思想与儒家的孝道相吻合，因而在北朝流行一时。（吴军）
西千佛洞第18窟的顶部形制为覆斗形顶，北壁开龛，龛内有屏风画，东西两壁分别画药师经变、观无量寿经变一铺。南壁门上画降魔变，门西侧画不空绢索观音一铺，门东侧已毁。这是一个从窟龛形制到壁画风格都极具中唐特点的洞窟。
西壁的观无量寿经变保存完好，其内容是通过观想阿弥陀佛极乐世界，以求往生。画面中阿弥陀佛、西方圣众、种种美好的极乐净土景象、建筑、佛教人物布局有序，场面宏大，呈现出一派歌舞升平的安乐景象。在观无量寿经变左右分列十六观与未生怨，这是观无量寿经变区别于一般西方净土变的标志。
观无量寿经变是敦煌壁画中常见的大型壁画题材之一，仅莫高窟就存有八十九铺，绝大部分绘于唐代。与同样反映西方净土的无量寿经变和阿弥陀经变相比，观无量寿经变初唐才出现，时间较晚，但它一出现就相当成熟。不仅数量激增，而且内容完整，形式多样，迅速取代了无量寿经变和阿弥陀经变，成为敦煌西方净土变相的主体。观无量寿经变在唐代的盛行，与当时净土宗的发展密不可分。（褚玉娟）
西千佛洞第19 窟建于五代，洞窟形制较为独特，呈纵向的圆拱形顶。正面开一大龛，龛内现存主尊倚坐佛，是西千佛洞保
存最完整的一身五代时期的彩塑，这尊佛像体态端庄、神情肃穆、肌肤丰满圆润，衣纹繁简适度、色彩素雅，颇有唐代造像之风格，沿东西两壁筑有像台，原塑十六罗汉像，现存十三身，这是敦煌石窟中唯一用塑像的形式表现十六罗汉的题材，据史料记载，南朝的张僧繇、唐代卢楞伽、王维等人都曾画过十六罗汉像，但直到五代时期，关于十六罗汉的画像和塑像才开始在中原地区流行，此窟十六罗汉像的出现，说明了敦煌佛教艺术与中原地区的佛教艺术基本上是同步发展的。此窟的壁画均为五代原作，正壁龛内绘了十大弟子、六菩萨、天龙八部、四大天王等内容。东西两壁自顶而下，都绘了罗汉像，在敦煌石窟中，以绘塑结合的手法在一个洞窟中表现如此多罗汉像的并不多见，因而此窟被专家称为罗汉堂。
