Selain patung, lukisan dinding juga bagian penting dari seni Gua Mogao. Meski sudah dimakan waktu ribuan tahun, namun lukisan-lukisan itu masih sangat cerah warnanya, dan jelas goresannya. Isi lukisan-lukisan itu kebanyakan adalah cerita dalam kitab agama Buddha. Figur bidadari terbang yang banyak muncul dalam lukisan-lukisan itu lebih-lebih mengagumkan.

Bidadari-bidadari itu akan tampil menyanyi, menari dan maburkan bunga ketika sang Buddha memberikan ajaran tentang agama. Di lebih 490 gua yang ada patung dan lukisan dindingnya, hampir di setiap gua terdapat lukisan bidadari, ada yang memegang tangkai bunga teratai, memainkan alat musik atau sedang menaburkan bunga, mimiknya sangat hidup dan menarik.

Guru seni rupa Universitas Tsinghua, Zheng Ni sudah berkali-kali berkunjung ke Gua Mogao. Ia paling tertarik oleh bidadari pada lukisan dinding gua itu. Dikatakannya,"Bidadari-bidadari itu bisa menari di udara, meski tidak mempunyai sayap, tampak sangat romantis. Dilihat dari segi seni rupa, pelukis mencurahkan perhatian besar pada struktur dan bentuk figur-figur itu, sehingga kelihatan hidup sekali. Lukisan bidadari itu sangat patut ditatap lebih lama untuk dirasakan baik dilihat dari segi wisata maupun akademis."

Selain bidadari, dalam lukisan dinding Gua Mogao terdapat pula figur penari biba, semacam instrumen musik petik. Para penari itu mengangkat tinggi-tinggi satu kakinya, kedua tangan mengangkat biba di belakang, seolah sedang menari mengikuti irama musik.

Wu Xinhua, arkeolog Akademi Ilmu Sosial Tiongkok mengatakan, figur-figur seperti bidadari dalam lukisan dinding Gua Mogao telah menyediakan data berharga untuk mempelajari masyarkat Tiongkok pada abad ke-4 sampai abad ke-14. Lukisan-lukisan dinding itu layaknya sebuah perpustakaan dinding. Dikatakannya," Misalnya baju zirah yang dipakai kuda perang banyak digunakan di Eropa setelah abad pertengahan. Pada lukisan dinding Gua Mogao juga ada lukisan tentang itu, tapi tahunnya jauh di muka Eropa. Selain itu, ada lukisan yang mencerminkan kehidupan masyarakat pada zaman dulu, misalnya ada orang yang sedang menggosok gigi dengan jari, suatu cara untuk menjaga kebersihan mulut."