Dunhuang est construite par les Chinois et érigée en préfecture en 111 av. J.-C. par les Han près de l'oasis de Shazhou (沙洲)[3] sur une décision de l'empereur Han Wudi, et après la campagne menée contre les Huns par le général Huo Qubing. La ville a été un point important d'échanges entre la Chine et le monde extérieur pendant les dynasties Han et Tang, au point qu'au IIe siècle, elle comptait une population considérable de 76 000 habitants. Les premières grottes bouddhiques furent creusées en 353, décorées de peintures par les pieux voyageurs pour garantir le bon achèvement du périlleux voyage qu'ils avaient entrepris.

Au cours de la seconde moitié du VIIe siècle, les Tibétains (voir l'Empire du Tibet) s'emparent de Dunhuang, et n'en seront chassés que vers la fin de la dynastie Tang, en 851, par le général chinois Zhang Yichao (en), avant que la ville ne tombe[Quand ?] sous la dépendance d'autres populations[Qui ?].

En 1227 – année de la mort de Gengis Khan à qui succède son fils Ögödei – les Mongols s'emparent de la région, et continuent les conquêtes initiées par ses prédécesseurs sur la majorité de l'Asie. En 1279, Kubilai Khan, petit-fils de Gengis Khan, devient le premier dirigeant de la dynastie Yuan, mongole, qui dirige alors toute la Chine.

Dès le XVIe siècle, la région échappe à l'empire chinois, pour tomber sous la coupe du khanat musulman de Djaghataï[4].

À la suite de la découverte en 1900, dans la « bibliothèque murée » des grottes de Mogao, de plusieurs dizaines de milliers de vieux manuscrits et d'autres objets anciens, par le taoïste Wang Yuanlu (l'« abbé Wang »), les archéologues étrangers affluèrent. Paul Pelliot put acheter à Wang Yuanlu, entre de très nombreux objets, de vieux manuscrits tibétains, dont la totalité fut cataloguée par Marcelle Lalou ; ces manuscrits tibétains se trouvent actuellement à la Bibliothèque nationale de France.

Les quelques milliers d'autres objets rapportés par Paul Pelliot, tels que des peintures sur soie Tang, des statues, des manuscrits et autres documents non bouddhiques (tels qu'une rarissime version nestorienne de L'Évangile selon Saint Jean, par exemple), se trouvent aujourd'hui essentiellement au musée Guimet.