Arquitectura del estilo de la dinastía T'ang, de un fresco que describe la tierra budista.

Según la leyenda local, en el año 366 d. C., un monje budista local, Lo-tsun (o Le Zun), tuvo una visión de miles de Budas en los reflejos de los rayos de sol que centelleaban como bengalas sobre la pared de arenisca de un acantilado y convenció a un acomodado peregrino de la Ruta de la Seda para que fundara el primero de los templos.

Desde el siglo IV hasta el siglo XIV, los monjes budistas de Dunhuang coleccionaron escrituras traídas del oeste. Muchos peregrinos pasaron por la zona, pintando murales en el interior de las cuevas. Estos murales cubren una superficie de 42 000 m². Contienen más de 2500 esculturas pintadas. En el siglo XIV las cuevas fueron abandonadas.

Las cuevas de Mogao son las grutas budistas más famosas de toda China. Junto con las de Longmen y las de Yungang forma el grupo de sitios esculturales antiguos de China de más renombre.

Los murales, construidos durante la dinastía Wei del norte, tienen un aspecto bastante simple y están fuertemente marcados por la influencia india. Los que se construyeron durante la dinastía Sui son más realistas y detallados. Las cuevas que se pintaron durante la dinastía Tang son mucho más desarrolladas y sus paisajes incluyen multitud de personajes. Durante la dinastía Song se continuó con esta perfección que entró en decadencia durante el periodo de la dinastía Yuan.

Los monjes budistas valoran la austeridad en la vida y esperaban que estas cuevas remotas les ayudaran a alcanzar la iluminación. Las pinturas servían de ayuda a la meditación como representación visual de su búsqueda de la perfección y como herramientas para informar a los chinos sobre las creencias e historias budistas.

A principios del siglo XX, un chino taoísta de nombre Wang Yuanlu, se nombró a sí mismo guardián de algunos de los templos. Wang descubrió una importante cantidad de manuscritos. Algunos expedicionarios occidentales acudieron a la zona interesados por el hallazgo. Wang se embarcó en el ambicioso proyecto de reconstruir algunos de los templos. Para ello, solicitó donaciones a las ciudades vecinas y a algunos de los exploradores interesados en los manuscritos como Aurel Stein y Paul Pelliot.