伯孜克里克千佛洞壁画遗留保存壁画总面积一千两百多平方米，内容十分丰富，其最具特色的是以大型立佛为中心的“佛本行经变”故事画。这些故事画中央是近3米高，身披红色衣衫的立佛，佩环钏璎珞、头偏向一侧，脚穿草鞋，踏着盛开的莲花。佛像周围绕以天龙八部、菩萨、比丘、婆罗门、国王等形象，每幅画表现一个故事内容。其他题材还有涅槃、西方净土、东方药师、观无量寿佛、法华经变等。轮廓线多用墨线勾画，面部及肢体再加染色，发扬新疆传统的凹凸染色技艺。可以看出，伯孜克里克壁画受到多种画风的影响，是中原和西域画风结合的典范。
敦煌莫高窟壁画无疑是石窟壁画中的典范，和它的彩塑一样，它的壁画到隋唐时期发展到一个高峰，数量多、规模大、技巧精，令人叹为观止。根据艺术风格的发展和演变，我们可以把它分为三个不同的时期：前期、盛期和晚期。
隋唐前期壁画内容与表现形式和六朝时期比较，有大幅度的变革和创新，可以说是盛唐壁画艺术的积累期。这一时期从壁画内容上讲，是大量不同类型的经变故事，流传下来并长期存在的只有说法图和千佛题材，这和当时寺庙壁画的题材是相对应的。这一时期人物形象也有很大变化。隋以前的雕塑和壁画受到南朝画风的影响，提倡清瘦的人物形象，给人以清新、幽远的感觉，但发展到后来就显得精细纤巧有余了。到隋代时这种画风有所转变，人物脸形由原来的消瘦转为方圆，身材也不像以前那么纤细。初唐除继承这种风格以外，又显得文雅俊朗、富贵端庄。菩萨一副王子形象，人物丰满而不臃肿、细长而不瘦弱，温厚圆润，为盛唐的典型形象打下了基础。从壁画的构图看，比起北朝时更为繁复，气势雄伟。一般窟内壁画的安排大致是佛龛（供奉佛像的小阁子，多用木头制成）内背光装饰，饰有菩萨及飞天，其他各壁基本上是佛说法图、千佛画和经变故事。唐中期经变故事成为最主要的内容，每一面墙都有一至五幅经变故事，每幅经变故事大致可分为两种构图方式，一种是横向式，也就是左右分为两块或三四块，每一块表现一个中心内容；另一种是纵向式，即一般分为上、中、下三层，上、下两层作为衬托内容，中层为中心，而这层又以某个佛像为中心。这样的构图层次感强，能够比较集中地突出一个中心场面，同时又能充分地体现出宏大的规模，仿佛把整个世界全都囊括在内，画面丰富而错落有致。
从绘画技巧来看，南北朝时期绘画基本上采用铁线描（一种用笔硬朗的绘画线条），这种线条对于刻画如“秀骨清相”的样式或“曹衣出水”的样式都十分适合，但要刻画人物端庄雄浑圆润却有捉襟见肘之感。从隋代开始，采用兰叶描（形似兰花叶的绘画线条），较铁线描更为粗放有力，能很好地体现力感、质感和动感。到唐代以后描绘手法就更为丰富，不同的线条体现出不同的风格。画肉体部分的线条圆润流畅，刻画衣饰披巾的线条轻灵飘逸，刻画毛发的线条则粗细紧致。这一特点在盛唐时期得到进一步发展。色彩种类也较以往增多，画面显得清新明快、鲜艳明亮，染色用凹凸法，增加立体效果。着色向着绚丽灿烂的方向发展，以达到满室金碧辉煌、多姿多彩的效果。着色的技巧也较北朝时期自然、和谐，于夸张之中显出真实。
隋唐盛期是前期风格的发展和继续，并且达到完美的境界。经变故事又增加了华严经变，是华严经理论的形象说明。报恩经变包括序品，描述阿难向婆罗门乞食并孝敬父母的故事；孝养品，描述须阇提太子割肉供父母逃脱危难、借兵复国的故事；恶友品，描述波罗捺国善友太子为了拯救国民，寻求摩尼宝珠，途中为其弟恶友所陷，后经千辛万苦持珠回国的故事；天请问经变，描述释迦回答天神提出问题的场面；观音品，是法华经变的改造，描述观音救人世苦难的故事。经变故事不仅数量增多，而且内容也有所扩大。如这一时期最重要的经变故事—观天寿经，在内容上又增加了本生怨和十六观。本生怨主要描述的是王舍城国王求子，被告知山中道士死后可投胎成太子，于是他围困道士修道的山直到饿死了道士。道士化为白兔，他又追杀白兔，白兔死后投胎成了太子。太子继承王位后就囚禁国王，他母亲因给国王送饭也被囚禁。而十六观则是王后在囚禁中想象极乐世界的十六种美好事物的场景。整幅画场面宏大，人物多达两百人左右，由二十一幅画组成，是经变故事中篇幅最多的。这一时期壁画的构图方式基本上和初唐一致，但画面更为复杂，场面安排却极其合理。各个情节间衔接很是自然，繁复而不散乱。
这一时期有许多杰出作品，体现出当时卓越的艺术成就。第320窟的观无量寿经变故事画，就是一幅体现极乐世界美好生活场景的巨作。天空中飞天形象婉转流畅、悠然飘动。胁侍菩萨神采飞扬，衣着华丽，身躯微扭，富于动感。西方三圣，端庄静穆，高贵华丽。舞伎载歌载舞，飘带风动，身躯随着音乐转动，节奏感极强。楼台阁榭比例协调，精美绚丽，与山水树木相映成趣。本生怨故事也颇具感染力。整幅画面错落有致，气魄宏大，与盛唐气象相一致。再如第103窟维摩诘经变图，维摩诘坐于辇榻之上，因为文殊菩萨形象较小，因而显得维摩诘形象很是高大醒目。他形体健壮、精力旺盛，身体前倾、扬眉动唇，目光炯炯有神，着力表现他开朗豁达、富有智慧。特别化城喻品故事，很有意思，故事表现众人要到佛教宝地，行至山中，精疲力竭，遇难欲退。而一位导师在前方以神通诚，鼓励众人前行。在画面上并没有出现穷山恶水、满目荒凉的景象，而是青山绿水、流水淙淙、落花如茵的美好风光，宛如一幅精美的山水风景画。第445窟中剃度场面，是描述在佛的感化下，佛的母亲妻子及其他女眷剃发修行的故事。着意刻画众女子准备接受剃度时的那种紧张激动、忐忑不安，同时也似乎流露出某种迷惘的神情，虽然是宗教故事，表现的却是世俗生活中人们的情趣，生动传神。第205窟的观音和供养人像也体现出人物间微妙的关系，观音占据画面的中心位置，头微向前倾，呈俯视状，但并不因为身体的高大而使人感到敬畏，相反却有慈祥、亲切的感觉。
除此之外，盛期壁画的图案设计也非常精美。第320窟顶的图案，整幅图呈长方形体，中间是圆形的宝莲花形状，向外是秩序井然的植物花纹和几何花纹。整体结构严密、上色精细，以米、青、绿色为主，色调浓艳，是盛唐图案的典型范例。
隋唐晚期的敦煌莫高石窟壁画，经过盛唐的鼎盛时期以后，开始出现衰落的迹象。一方面是唐王朝的衰落，另一方面是佛教自身的衰落，佛教不再是社会主导文化，从而影响了佛教艺术的发展。此时期的敦煌壁画也以经变故事为主要内容，并且新增加了一些经变故事，内容比较简单。这一时期的作品也是相当多的，并有一定的艺术水平。
较为精彩的如唐代幡画—悉达多太子树下诞生和九龙灌顶。迦毗罗卫国净饭王后妃摩耶夫人，久居在深宫中，由于怀孕并临近产期，她坐卧行走都十分谨慎，还时时感到腹内胎动。在这个百花盛开，绿草如茵，溪流淙淙，彩蝶翩翩的季节，她心里甜滋滋的。按照古印度的生育习俗，出嫁女子必须在娘家分娩。所以摩耶夫人在侍女和妹妹的陪伴下回到天臂国善觉王娘家。一天，即中国农历的四月初八，摩耶夫人和大爱道去游娘家的蓝毗尼花园，姐妹俩在水池里洗了澡。上了岸，摩耶夫人感觉孩子要出世了，她进入了林荫曲径小道，站在一棵枝叶茂盛的无忧树下，倚着大树的枝干。
这棵无忧树，在风雨寒暑中已生长了几百个春秋，生机依然很旺盛，枝条柔软地下垂着。摩耶夫人感到腹胎下坠，重有千斤，两腿似支持不住如此的重量，她俯身屈腿，举手无力，不断吐着粗气，很想躺在地上。大爱道搀扶着她，一手紧紧抓住树枝，一手抚摸着腹胎，仰观碧空白云。大爱道吩咐宫女们做产前的准备。突然间，摩耶夫人感觉如释重负，心里无比地畅快，神志清爽，她睁开眼睛，身旁站着一个小男孩。大爱道说：“孩子是从姐姐的右腋下跳出来的，一落地就站着。”这孩子定了定神，就迈开了双脚，东南西北各走了七步，每个脚印长出一朵大莲花，举起右手指着蔚蓝的天空，下垂左手指着肥沃的大地，语声洪亮地说：“天上地下，唯我独尊。”天空祥云滚滚，九条蛟龙盘旋而来，停在太子头顶上，张着大口，喷洒着圣水。九股清水汇成两流，一凉一热，凉水清脑提神，热水沁骨透心。流水近太子身时又化成细雨，淋浴着太子身，洗去胎腥乳味，通身放光。这就是所谓的悉达多太子树下诞生和九龙灌顶。
如中唐时期的第158窟的西壁涅槃变，表现佛涅槃以后众弟子及各国王子悲痛哀悼的情景。王子们刺胸割耳，呈现出各种悲伤的神态。其中一位皇帝仰天而叹，似在号啕大哭，痛不欲生，旁边两个少女扶持他的双手，仰而凝视，似乎还有点疑惑，很是传神。晚唐时期的劳度叉斗圣图，是当时别具特色的题材，主要描写舍利佛与反对佛教的六师门代表劳度叉斗法的故事，画面活泼热闹，颇有喜剧色彩。舍利佛高大凝静、坦然自信，坐于法台，具有无上的气魄。劳度叉由于其法台快要倒了，面露惊恐之色，显得骚动不安，他的弟子非常忙乱，捡拾被大风吹刮的东西，十分狼狈，从而衬托佛法的无边威力。而晚唐最引人注目的作品是第156窟的张仪潮夫妇出行图。张仪潮是晚唐时期敦煌地区的最高统治者，后来臣服于唐朝，使敦煌等西域地区摆脱龟兹、于阗国的统治。壁画《张仪潮夫妇出行图》就是描绘这位统治者的一个生活场面。