隋代洞窟壁画佛教故事画表现丰富，出现很多生活景象的具体描写，都是简单而有真实感，构图也比较复杂并多有变化。体现了隋代石窟壁画的继承与创新。这一时期，除了前期已有的佛像画、本生故事画、因缘故事画、佛传故事画等以外，还增加了大量的经变画，而且随着时间的推移，故事画日渐减少，到隋代晚期，本生画已经消失，经变画却日益增多。
第420窟窟顶的“法华经变”是隋代规模最大、内容最丰富的一幅经变画。它分布在该窟覆斗形顶的四披上，每披一品，南披为譬喻品，北披为序品，东披为观世音普门品，西披或为方便品。各品表现内容不同，但皆丰富多彩。
在隋代第303窟的北壁千佛图案中，有一幅释迦牟尼和多宝佛说法图。图中的释迦牟尼和多宝佛均一腿平放，一腿曲抬，手作说法印，坐于双狮座上。这两个佛身后各有捧着精美莲花的供养菩萨，两侧各有一身手持莲花的胁侍菩萨。
这幅壁画的图形有了新的特点，多宝塔画成了佛龛形，释迦牟尼和多宝佛坐于龛内。人物也增多了。人物造型和绘画艺术仍沿用北周风格。
隋代单身菩萨像逐渐增多，如第394窟和第276窟，西壁佛龛两侧中间各画一身胁侍菩萨。第276窟的迦叶身旁还有一尊观世音菩萨。此观音菩萨的造型已有变化，其身材修长，脸形丰圆，神态也比较慈祥，衣饰华丽，已脱离隋代风格，向唐代菩萨过渡。
隋代已经不采用单幅画的形式，完全用横列的手卷式的连环画出现。故事分段更细，表现更为复杂，背景的山水树木屋宇，尤富于装饰的情趣，所用的颜色，以青、绿、白、棕为主。
隋代本生故事画中，第419窟中的《须达拿太子施象》壁画是代表作，该画画面构图灵活多变，主要情节画面较大，放于横卷中心位置，而次要情节画面较小，放于主要情节画面的上下和周围，使画面层次分明，主题突出，增强了故事的感染力和表现力。
隋代洞窟供养人画像继承了北周传统，保持着装饰效果和程式化手法，大多画于石窟下部。
图案画是隋代洞窟壁画中最丰富多彩的。隋代壁画图案装饰，内容丰富，形式多样，制作精美，远超过前代。其图案装饰有莲荷纹、忍冬纹、云气纹、火焰纹、水波纹、双龙纹、联珠纹、垂角纹等等。这些图案装饰既有继承性，又有创新性。
这些图案不仅大量用于菩萨塑像及画像的衣饰中，也用于它身后的背光、龛楣及窟顶等处。藻井尤为富丽，其结构大都为中央是莲花，四框是各种“二方连续”纹样。
“二方连续”纹样亦称花边纹样，指一个单位纹样向上下或左右两个方向反复连续循环排列，产生优美的、富有节奏和韵律感的横式或纵式的带状纹样。
隋代洞窟之所以给人的总体印象是装饰趣味很浓厚，这是和图案应用的普遍和它的多样化分不开的。
除了佛教题材外，隋代壁画中也有我国传统题材，即有我国传统神话、神仙故事中的人物形象出现，但已与佛教思想更加紧密地结合起来。
敦煌飞天是敦煌壁画中极其突出的一项艺术成就，是敦煌壁画艺术的标志，被唐代人赞誉为“天衣飞扬，满壁风动”。
飞天在印度佛教中是佛的护法神，能奏乐、善飞舞，且身上还散发出芬芳，常出现在鼓乐齐鸣的法会上。宋代《太平御览》卷《天仙品》中写道：
飞行云中，神化轻举，以为天仙，亦云飞仙。
敦煌莫高窟的492个洞窟壁画中共绘有飞天4000余个。北凉时的飞天多画在窟顶平棋岔角，窟顶藻井装饰中，佛龛上沿和本生故事画主体人的头上。
其造型和艺术特点主要是头有圆光、脸型椭圆，直鼻大眼，大嘴大耳、耳饰环绕，头束圆髻，或戴或蔓，或戴印度五珠宝冠，身材粗短，上体半裸，腰缠长裙，肩披大巾，由于晕染技法变色，成为白鼻梁、白眼珠，与龟兹等石窟中的飞天，在造型、面容、姿态、色彩、绘画技艺上都十分相似。
北魏时的飞天所画的范围扩大了，不仅画在窟顶平棋、窟顶藻井、故事画、佛龛上面，还画在说法图、佛龛内两侧。北魏的飞天形象，有的洞窟大体上还保留着印度式飞天的特点，但有一些洞窟里的飞天形象，已发生了明显的变化。
北魏时期的飞天眉清目秀，鼻丰嘴小，五官匀称谐调。头有圆光，或戴五珠宝冠，或束圆髻。身材比例逐渐修长，有的腿部相当于腰身的两倍。
这时飞天的飞翔姿态也多种多样，有的横游太空，有的振臂腾飞，有的合手下飞，气度豪迈大方。势如翔云飞鹤，飞天落处，朵朵香花飘落，颇有“天花乱坠满虚空”的诗意。
虽然飞天的肉体与飘带已经变色，但衣裙飘带的晕染和线条十分清晰，飞天飞势动态有力，姿势自如优美。
北周飞天最突出的是面部和躯体采用凹凸晕染法，后来因为变色，出现了五白，即白棱、白鼻梁、白眼眶、白下巴。身躯短壮，动态朴拙，几乎又回到了莫高窟北凉时期飞天绘画风格特点。但形象却比北凉时期丰富得多，出现了不少伎乐飞天。
隋代是莫高窟绘画飞天最多的一个时代，也是莫高窟飞天种类最多、姿态最丰富的一个时代，除了画在北朝时期飞天的位置，主要画在窟顶藻井四周、窟内上层四周和西壁佛龛内外两侧，多以群体出现。总体上说，隋代飞天是处在交流、融合、探索、创新的时期。总趋势是向着中国化的方向发展，为唐代飞天完全中国化奠定了基础。
第427窟是则隋代大型洞窟之一，也是隋代画飞天最多的洞窟，此窟四壁上沿天宫栏墙之上飞天绕窟一周，共计108个。她们有的双手合十，有的手持莲花，有的手捧花盘，有的扬手散花，有的手持箜篌、琵琶、横笛、竖琴等乐器，朝着一个方向绕窟飞翔。
第404窟是隋代中后期的一个中型洞窟，窟内四壁上沿画天宫栏墙，栏墙上飞天绕窟一周，如同第427窟的飞天一样，姿态各异，有的手持莲花，有的手托花盘，有的扬手散花，有的手持各种乐器，朝着一个方向逆风飞翔，体态轻盈，姿势优美。
第404窟在首饰服饰上有了很大的变化，头无圆光，不戴宝冠，有的束桃型仙人髻，有的束双环仙人髻，有的束仙童髻，脸为蛋形，眉清目秀，身材修长，衣裙轻软，巾带宽长。衣饰、面容、身态如同唐代初期的飞天，已经完全中国化。
总之，隋代敦煌壁画进一步摆脱了外来艺术的影响，走向创造自己民族艺术形式的道路。这种充分体现自己民族特色的壁画艺术，获得了广大人民的喜爱。