隋朝的建立，结束了西晋以来300余年的分裂局面，完成了统一中国的大业。隋文帝收复河西时，相继平息了突厥、吐谷浑的侵扰，保证了丝绸之路的畅通与繁荣，同时改北周以来的鸣沙县为敦煌县。
隋文帝平定了南方割据政权后，将大批南朝贵族连同其部族远徙敦煌充边，给敦煌带来了南方的文化和习俗。这样，南北汉文化在敦煌融为一体，使敦煌的地方文化更加富有明显的特色。
隋文帝崇信佛教，几次下诏各州建造舍利塔，诏命远至敦煌。大业初年，隋炀帝派吏部侍郎裴矩到张掖、敦煌一带了解丝绸之路及中西通商和贸易情况。
609年，炀帝西巡，在张掖举办了西域27国贸易交易大会，盛况空前。在最高统治者的提倡下，隋代虽存在只有短短的37年，但在莫高窟开窟竟有90多个，而且规模宏大，壁画和彩塑技艺精湛，同时并存着南北两种截然不同的艺术风格。
在有隋代壁画的90多个洞窟中，第302窟、第305窟、第420窟、第276窟、第419窟，都是比较重要的。隋代和北朝晚期的一部分壁画时代界限，已经不容易划分清楚。
隋代洞窟的建筑形制和壁画题材，多与北魏时代相似。窟形是当时流行的制底窟，壁画的布置，故事画多居于窟顶，四壁常画贤劫千佛或说法图。
但隋代洞窟的佛教故事画表现丰富，出现很多生活景象的具体描写，都是简单而又有真实感，构图也比较复杂并多变化。可以说，隋代壁画是佛教美术的进一步成熟。
从西魏至隋代大约80余年，这个时期的敦煌飞天形象，正处在佛教天人与道教羽人以及西域飞天与中原飞仙互相交流融合、创新变化的阶段，是中西合璧的飞天。
隋代是莫高窟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。
隋代飞天的风格，可以总结为4个不一样，即区域特点不一样；脸型身材不一样；衣冠服饰不一样；飞行姿态不一样。
从总体上说，隋代飞天处在交流、融合、探索和创新的时期。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。
最具有隋代风格的飞天，是第427窟和第404窟的飞天，而第427窟是则隋代大型洞窟之一，也是隋代飞天最多的洞窟，此窟四壁上沿天宫栏墙之上飞天绕窟一周，共计108个。
第427窟的这108个飞天，皆头戴宝冠，上体半裸，项饰璎珞，手带环镯，腰系长裙，肩绕彩带，多有西域飞天的形象、服饰的遗风，肤色虽已变黑，形象仍十分清晰。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427窟飞天姿态多样，体态轻盈，飘曳的长裙，飞舞的彩带，迎风舒卷；在飞天四周，流云飘飞，落花飞旋，动感强烈，富有生气。
唐朝初期，在河西设立了肃、瓜、沙三州，河西全部归唐所属。
640年，唐太宗李世民一举铲除东西大道上以西突厥为主的障碍，确保了丝路古道的畅通无阻。唐代的敦煌同全国一样，经济文化高度繁荣，佛教非常兴盛，这一时期莫高窟开窟数量多达1000余窟，保存下来的有232窟，而且壁画和塑像都达到异常高的艺术水平。
645年，大唐著名的高僧玄奘到印度取经，返回的时候，途经敦煌停留了一段时间，才回到长安。在唐朝兴起的时候，我国西南部的吐蕃王朝日益强盛。“安史之乱”以后，唐王朝由鼎盛开始走向衰落，从此一蹶不振，吐蕃则乘虚进攻河西，攻陷了凉州、甘州、肃州等地，统治河西长达70多年。
吐蕃也信奉佛教，莫高窟的唐代洞窟中也保存了大量吐蕃时期的壁画艺术，藏经洞内保存了大量的吐蕃文经卷。
848年，敦煌百姓难以忍受吐蕃暗无天日的统治和奴隶般的生活，本地人张议潮乘吐蕃王朝发生内乱，联络当地各族群众，聚众起义，赶走吐蕃贵族，一举光复了沙州。
张议潮经过10多年的斗争，全部收复了河西、河湟等地，并遣使奉表归唐。唐王朝封张议潮为河西、河湟十一州节度使，建归义军，治理沙州。后来，朝廷诏张议潮入朝为官，沙州张氏宗族内乱，其孙张承奉继任节度使，背叛大唐自立为“西汉金山国”，自称“金山白衣天子”。
在此时，甘州回鹘也控制了河西走廊中部地区。“金山国”为打通东西交通，与回鹘交战，结果一败涂地。后回鹘攻打沙州，张承奉难以抵挡，只好投降。
914年，金山国亡，张氏绝后，沙州长史曹议金取代节度使地位，统领瓜、沙两州。在曹氏统治期间，笼络瓜、沙族，注意发展生产，重视经济、军事和文化建设，改善同周围各民族的关系，东交回鹘，西联于阗，与邻邦各国和睦相处，维持了130多年。
隋唐可以说是莫高窟发展的全盛时期，共留下洞窟300多窟。禅窟和中心塔柱窟在这一时期逐渐消失，而同时大量出现的是殿堂窟、佛坛窟、四壁三龛窟、大像窟等形式，其中殿堂窟的数量最多。
塑像都为圆塑，造型浓丽丰满，风格更加中原化，并出现了前代所没有的高大塑像。群像组合多为七尊或者九尊，隋代多是一佛、两弟子、两菩萨或四菩萨，唐代多是一佛、两弟子、两菩萨和两天王，有的还加上两力士。
这一时期的莫高窟壁画题材丰富、场面宏伟、色彩瑰丽，美术技巧达到空前的水平。如中唐时期制作的第79窟服侍菩萨像中的样式，上身裸露，做半跪坐式。
塑像头上合拢的两片螺圆发髻，是唐代平民的发式。脸庞、肢体的肌肉圆润，施以粉彩，肤色白净，表情随和温存。虽然眉宇间仍点了一颗印度式红痔，却更像生活中的真人。
在第159窟中，也是服侍菩萨。塑像上身赤裸，斜结璎珞，右手抬起，左手下垂，头微向右倾，上身有些左倾，胯部又向右突，动作协调，既保持平衡，又显露出女性化的优美身段。
另外一位菩萨全身着衣，内外几层表现清楚，把身体结构显露得清晰可辨。衣褶线条流利，色彩艳丽绚烂，配置协调，身材修长，比例恰当，使人觉得这是两尊有生命力的“活像”。
整个唐代，大约300余年，这个时期的敦煌飞天在本民族传统文化艺术的基础上，不断吸收印度飞天的成分，融合西域、中原飞天的成就，发展创作出了自己的特色。
从十六国起，历经北凉、北魏、西魏、北周、隋代五个朝代，百余年的时间，完成了敦煌飞天中外、东西、南北的互相交流、吸收、融合。
至到了唐代，敦煌飞天进入成熟时期，艺术形象达到了最完美的阶段，这时期的敦煌飞天已少有印度、西域飞天的风貌，是完全中国化的飞天。
唐代是莫高窟大型经变画最多的朝代，窟内的四壁几乎都被大型经变画占领，飞天也主要画在大型经变画中。在题材上，一方面表现大型经变画中的佛陀说法场面，散花、歌舞、礼赞作供养；另一方面表现大型经变，如佛国天界、西方净土、东方净土等极乐世界的欢乐。唐代飞天飞绕在佛陀的头顶，或飞翔在极乐世界的上空。有的脚踏彩云，徐徐降落；有的昂首振臂、腾空而上；有的手捧鲜花，直冲云霄；有的手托花盘，横空飘游。
飞天那飘曳的衣裙，飞卷的舞带，真如唐代诗人李白咏赞仙女的诗中“素手把芙蓉，虚步蹑太虚。霓裳曳广带，飘浮升天行”描写的诗情画意。
唐代敦煌石窟的艺术，可以划分为初唐、盛唐、中唐、晚唐四个阶段，这四个阶段又可划分为两个时期。
618年至781年，就是唐王朝直接统治敦煌地区时期；781年至907年，就是吐蕃族占敦煌地区和河西归义军节度使张议潮管辖敦煌地区时期。
艺术风格最能体现时代的政治、经济、社会形态。唐代前期的飞天具有奋发进取、豪迈有力、自由奔放和奇姿异态，变化无穷的飞动之美。这与唐王朝前期开明的政治、强大的国力、繁荣的经济、丰富的文化和开放的奋发进取时代精神是一致的。
第321窟西壁佛龛两侧各画两身双飞天，这两身飞天，飞翔姿态十分优美。尽管飞天的面容、肉体虽已变成绛黑色，但眉目轮廓、肉体姿态、衣裙彩带的线条十分清晰，身材修长，昂首挺胸，双腿上扬，双手散花，衣裙巾带随风舒展，由上而下，徐徐飘落，像两只空中飞游的燕子，表现出了潇洒轻盈的飞行之美。
第320窟的四飞天画在南壁《西方净土变》中阿弥陀佛头顶华盖的上方，每侧两身，以对称的形式，围绕华盖，互相追逐：一个在前，扬手散花，反身回顾；另一个举臂托篮，紧追不舍，前呼后应，表现出一种既奋发进取，又自由轻松的精神力量和飞行之美。
飞天四周，彩云飘浮，香花纷落，既表现飞天向佛陀作供养，又表现佛国天堂的自由欢乐。飞天的肉体虽已变黑，面容不清，但人体比例准确，线描流畅有力，色彩艳丽丰富，是唐代飞天代表作之一。
唐后期最有代表性的飞天是画在中唐第158窟西壁大型《涅槃经变》图上方的几身飞天。这几身飞天围绕《涅槃经变》图上层的菩提树宝盖飞翔，有的捧着花盘，有的捧着璎珞，有的手擎香炉，有的吹奏羌笛，有的扬手散花。
飞天神情平静，并无欢乐之感，在庄严肃穆的表情中透露出忧伤悲哀的神情，体现出了一种“天人共悲”的宗教境界，同时，也反映出唐代后期国力衰败和当时吐蕃族统治的敦煌地区回归大唐的情绪。