北魏灭了北凉并统一了北方后，占据了河西。在这个时期，敦煌比较安定，百姓安居乐业，佛教随之盛行。于是，北魏的人在莫高窟开凿洞窟13窟。
这一时期的彩塑以飞天、供养菩萨和千佛为主，圆塑最初多为一佛二菩萨组合，后来又加上了两弟子。塑像人物体态健硕，神情端庄宁静，风格朴实厚重。
壁画前期多以土红色为底色，再以青绿褚白等颜色敷彩，色调热烈浓重，线条纯朴浑厚，人物形象挺拔，有西域佛教的特色。西魏以后，底色多为白色，色调趋于雅致，风格洒脱，具有中原的风貌。
典型洞窟有第二四九窟、第二五九窟、第二八五窟、第四二八窟等。如第二四三石窟北魏时代的释迦牟尼塑像，巍然端坐，身上斜披印度袈裟，头顶扎扁圆形发髻，保留着犍陀罗样式。
敦煌莫高窟早期洞窟和洞窟中的壁画，可以说明外来宗教艺术对于直接描写生活的传统绘画的影响。
第二六七窟至第二七一窟中的十六国壁画已被隋代壁画覆盖，这一组洞的建筑形制和第二七二窟、第二七五窟两窟的窟形与壁画，以及三者关系都是独具特色的。
第二七二窟、第二七五窟中十六国时期的壁画有特殊风格，它是在土红色的背景上布满散花，人物半裸体，有极其夸张的动作。人体用晕染法表现体积感及肌肤的色调，但因年代久，颜料变色，只能看见一些粗黑线条。
而根据某些保存了原来面貌的壁画片段，可知那黑色原来都是鲜丽的肉红色。具有这样风格的第二七二窟菩萨像和第二七五窟的《尸毗王本生故事图》，都是代表性作品。
菩萨像的身体重量放在右脚上，姿态从容妩媚，说明这一时期处理佛像形象出现新的方式，是根据现实生活选择被认为美丽的姿势来加以表现的。这一尊菩萨像和其他菩萨一样，都是从生活中进行摄取并进而加以提炼出美的形象。