隋唐是莫高窟發展的全盛時期，現存洞窟有300多個。禪窟和中心塔柱窟在這一時期逐漸消失，而同時大量出現的是殿堂窟、佛壇窟、四壁三龕窟、大像窟等形式，其中殿堂窟的數量最多。塑像都為圓塑，造型濃麗豐滿，風格更加中原化，並出現了前代所沒有的高大塑像。群像組合多為七尊或者九尊，隋代主要是一佛、二弟子、二菩薩或四菩薩，唐代主要是一佛、二弟子、二菩薩和二天王，有的還再加上二力士。這一時期的莫高窟壁畫題材豐富、場麵宏偉、色彩瑰麗，美術技巧達到空前的水平。如中唐時期製作的第79窟脅侍菩薩像中的樣式。上身裸露，作半跪坐式。頭上合攏的兩片螺圓發髻，是唐代平民的發式。臉龐、肢體的肌肉圓潤，施以粉彩，膚色白淨，表情隨和溫存。雖然眉宇間仍點了一顆印度式紅痔，卻更像生活中的真人。還有在第159窟中，也是脅侍菩薩。一位上身赤裸，斜結瓔珞，右手抬起，左手下垂，頭微向右傾，上身有些左傾，胯部又向右突，動作協調，既保持平衡，又顯露出女性化的優美身段。另外一位菩薩全身著衣，內外幾層表現清楚，把身體結構顯露得清晰可辨。衣褶線條流利，色彩豔麗絢爛，配置協調，身材修長，比例恰當，使人覺得這是兩尊有生命力的”活像”。
五代和宋時期的洞窟現存有100多個，多為改建、重繪的前朝窟室，形製主要是佛壇窟和殿堂窟。從晚唐到五代，統治敦煌的張氏和曹氏家族均崇信佛教，為莫高窟出資甚多，因此供養人畫像在這個階段大量出現並且內容也很豐富。塑像和壁畫都沿襲了晚唐的風格，但愈到後期，其形式就愈顯公式化，美術技法水平也有所降低。這一時期的典型洞窟有第61窟和第98窟等，其中第61窟的地圖《五台山圖》是莫高窟最大的壁畫，高5米，長13.5米，繪出了山西五台山周邊的山川形勝、城池寺院、亭台樓閣等，堪稱恢宏壯觀。
莫高窟現存西夏和元代的洞窟有85個。西夏修窟77個，多為改造和修繕的前朝洞窟，洞窟形製和壁畫雕塑基本都沿襲了前朝的風格。一些西夏中期的洞窟出現回鶻王的形象，可能與回鶻人有關。而到了西夏晚期，壁畫中又出現了西藏密宗的內容。元代洞窟隻有8個，全部是新開鑿的，出現了方形窟中設圓形佛壇的形製，壁畫和雕塑基本上都和西藏密宗有關。典型洞窟有第3窟、第61窟和第465窟等。
主要建築
藏經洞：1900年，在莫高窟居住的道士王圓籙為了將已被遺棄許久的部分洞窟改建為道觀，而進行大規模的清掃。當他在為第16窟（現編號）清除淤沙時，偶然發現了北側甬道壁上的一個小門，打開後，出現一個長寬各2.6米、高3米的方形窟室（現編號為第17窟），內有從4世紀到11世紀（即十六國到北宋）的曆代文書和紙畫、絹畫、刺繡等文物5萬多件，這就是著名的”藏經洞”。
藏經洞的內壁繪菩提樹、比丘尼等圖像，中有一座禪床式低壇，上塑一位高僧洪辨的坐相，另有一通石碑，似未完工。從洞中出土的文書來看，最晚的寫於北宋年間，且不見西夏文字，因此可推斷藏經洞是公元11世紀時，莫高窟的僧人們為躲避西夏軍隊，在準備逃難時所封閉的。
莫高窟藏經洞是中國考古史上的一次非常重大的發現，其出土文書多為寫本，少量為刻本，漢文書寫的約占六分之五，其它則為古代藏文、梵文、齊盧文、粟特文、和闐文、回鶻文、龜茲文等。文書內容主要是佛經，此外還有道經、儒家經典、小說、詩賦、史籍、地籍、帳冊、曆本、契據、信劄、狀牒等，其中不少是孤本和絕本。這些對研究中國和中亞地區的曆史，都具有重要的史料和科學價值。
莫高窟地處絲綢之路的一個戰略要點。它不僅是東西方貿易的中轉站，同時也是宗教、文化和知識的交彙處。莫高窟的492個小石窟和洞穴廟宇，以其雕像和壁畫聞名於世，展示了延續千年的佛教藝術。
破壞情況
莫高窟在元代以後已很鮮為人知，幾百年裏基本保存了原貌。但自藏經洞被發現後，旋即吸引來許多西方的考古學家和探險者，他們以極低廉的價格從王圓籙處獲得了大量珍貴典籍和壁畫，運出中國或散落民間，嚴重破壞了莫高窟和敦煌藝術的完整性。
1907年，英國考古學家馬爾克。奧萊爾。斯坦因在進行第二次中亞考古旅行時，沿著羅布泊南的古絲綢之路，來到了敦煌。當聽說莫高窟發現了藏經洞後，他找到王圓籙，表示願意幫助興修道觀，取得了王的信任。於是斯坦因就被允許進入藏經洞揀選文書，他最終隻用了200兩銀兩，便換取了24箱寫本和5箱其他藝術品帶走。1914年，斯坦因再次來到莫高窟，又以500兩銀兩向王圓籙購得了570段敦煌文獻。這些藏品大都捐贈給了大英博物館和印度的一些博物館。大英博物館現擁有與敦煌相關的藏品約1.37萬件，是世界上收藏敦煌文物最多的地方，但近年來由於該館對中國文物的保護不力甚至遭致失竊，因而受到不少指責。
1908年，精通漢學的法國考古學家伯希和在得知莫高窟發現古代寫本後，立即從迪化趕到敦煌。他在洞中揀選了三星期，最終以600兩銀兩為代價，獲取了1萬多件堪稱菁華的敦煌文書，後來大都入藏法國國立圖書館。
1909年，伯希和在北京向一些學者出示了幾本敦煌珍本，這立即引起學界的注意。他們向清朝學部上書，要求甘肅和敦煌地方政府馬上清點藏經洞文獻，並運送進京。清廷指定由甘肅布政使何彥升負責押運。但在清點前，王圓籙便已將一部分文物藏了起來，押運沿途也散失了不少，到了北京後，何彥升和他的親友們又自己攫取了一些。於是，1900年發現的五萬多件藏經洞文獻，最終隻剩下了8757件入藏京師圖書館，現均存於中國國家圖書館。
對於流失在中國民間的敦煌文獻，有一部分後來被收藏者轉賣給了日本藏家，也有部分歸南京國立中央圖書館，但更多的已難以查找。王圓籙藏匿起來的寫本，除了賣給斯坦因一部分以外，其他的也都在1911年和1912年賣給了日本的探險家吉川小一郎和橘瑞超。1914年，俄羅斯佛學家奧爾登堡對已經搬空的藏經洞進行了挖掘，又獲得了一萬多件文物碎片，目前藏於俄羅斯科學院東方學研究所。
近代，除了藏經洞文物受到瓜分，敦煌壁畫和塑像也蒙受了巨大的損失，目前所有唐宋時期的壁畫均已不在敦煌。伯希和與1923年到來的哈佛大學蘭登。華爾納先後利用膠布粘取了大批有價值壁畫，有時甚至隻揭取壁畫中的一小塊圖像，嚴重損害了壁畫的完整性。王圓籙為打通部分洞窟也毀壞了不少壁畫。1922年，莫高窟曾一度關押了數百名俄羅斯沙皇軍隊士兵，他們在洞窟中煙熏火燎，破壞不小。1940年，張大千在此描摹壁畫時，發現部分壁畫有內外兩層，他便揭去外層以觀賞內層，這種做法後來引發了爭議，直到現在依然爭論不休。1940年至1942年，國畫家張大千兩次赴敦煌莫高窟臨摹壁畫，在那裏逗留的時間加起來約一年多，剝損壁畫的事情就發生在這期間。敦煌研究院陳列中心執行館長羅華慶指出，張大千剝損的壁畫總共約有30餘處。莫高窟第130窟是敦煌最具代表性的石窟之一，窟內26米高的佛像是敦煌第二大佛。張大千剝損的壁畫位於進門甬道，據介紹，他首先剝去第一層的西夏壁畫，然後又剝去第二層的晚唐壁畫，如今人們隻能看到最下麵的盛唐壁畫，而盛唐壁畫因前人覆蓋時為了增加泥土粘合力，已被劃得麵目全非。甬道的牆上，清晰地留下了他層層剝畫的斷麵。據記載，這座石窟曆時29年才築成，平均一年掘進一米，而張大千在短時間內使它大大改觀。如此典型的被他剝損壁畫的石窟還有第108窟、454窟等。