11世纪初，党项族兴起，称霸河西，建立了西夏王朝，与宋、辽形成三足鼎立局面。西夏统治敦煌的一百多年间，重视经济发展，使敦煌保持着汉代以来"民物富庶，与中原不殊"的水平。

    西夏统治者崇信佛教，不排斥汉文化，在文化艺术方面取得了长足的发展。据统计，在宋、夏时期，共开凿洞窟100个。

至今，莫高窟和榆林窟保存着大量丰富而独特的西夏佛教艺术。“敦煌遗书”即在西夏统治时期（1036年）封藏于莫高窟第17窟内。

    1227年，蒙古大军灭西夏，攻克沙州等地，河西地区归元朝所有。升敦煌为沙州路，隶属甘肃行中书省。后升为沙州总管府。

元朝远征西方，必经敦煌，敦煌一度呈现出经济文化繁荣的景象，和西域的贸易更加频繁。

著名旅行家意大利人马可波罗就是这一时期途经敦煌漫游到中原各地。元朝统治者也崇信佛教。莫高窟的开造得以延续。现存元代洞窟约10个。

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