满清王朝垮台时，敦煌县仍属安西直隶州管辖。至1913年国民党政府将安西直隶州改为安西县，敦煌便改由甘肃省直接统领。民国初期，国民党政府忙于“安内”，无暇关顾边远地区，因而这一时期的敦煌饱经患难，在藏经洞文物继续流散的同时，莫高窟千佛洞也惨遭浩劫。
苏联十月革命胜利后，一伙在国内战争中败北的沙俄白军偷越国境，于1920年11月逃到我国甘肃。面对这伙穷凶极恶的歹徒，国民党当局竟以莫高窟为收容所，让这数百名白俄败军在佛洞中生活了半年多。白俄士兵在窟中生火做饭，熏黑了许多壁画，他们又在塑像和壁面上悠意涂刻，损毁了大量艺术品。时至今日，清除白俄残迹仍是敦煌研究院石窟保护工作中的一项具体内容。
与毫无佛教与文化修养的白俄不同，1923年底到敦煌的美国文化强盗兰登·华尔纳是一位着名的艺术史专家和考古学家，但他的行径却同样卑劣。华尔纳一到达敦煌，就立即被精美的莫高窟艺术所震撼，遂用几十两银子贿赂王道士，以浸透化学药剂的胶布剥取了20多方壁画，并攫得了两尊彩塑，其中一尊就是盛唐第328窟中的半跪式供养菩萨像，为莫高窟彩塑中的上品，今藏哈佛大学福格博物馆。华尔纳此行给莫高窟带来的损失十分惨重，除劫走的艺术品外，华尔纳在剥取壁画过程中还用钢片铲刀破坏了好几幅壁画，造成了无法弥补的恶果。因而，当他于1925年再次来敦煌，想大规模剥取壁画时，立即遭到了中国学者和当地人民的强烈谴责，终究没能得逞。
随着敦煌文书的面世与各国文化强盗的嚣张劫掠，30、40年代时敦煌已逐渐得到了社会各界的关注。在许多仁人志士的呼吁下，国民党政府不得不对已被西方窃贼破坏得满目疮痰的莫高窟采取最简单的保护措施：责令敦煌县派保安班守护莫高窟。这样，1940年一个由10多人组成的保安队住进了莫高窟，从而结束了千佛洞主要由僧侣守护的历史。
与此同时，莫高窟也迎来了一批批学者、艺术家，如40年代初着名画家吴作人、关山月、黎雄才、张大千等都曾到莫高窟和榆林窟临摹壁画，并着文介绍敦煌艺术，其中张大千一行影响较大。他们曾清理了三百多个洞窟，按从南到北的顺序编了号，并用大量时间对窟中许多有价值的壁画进行了临摹，以后这些临品曾在成都、重庆、上海展出，并出版了《大风堂临摹敦煌壁画》等书。
张大千逗留莫高窟期间，国民党元老、着名学者于右任也曾到过敦煌，同来的还有后来敦煌艺术研究所筹备处成员高一涵及学者卫聚贤等人。此行使于右任对敦煌艺术的价值和面临的危机有了深刻认识，返回重庆后他立即在政界、学术界奔走呼吁，希望当局重视、保护敦煌艺术宝藏，他撰写的《建议设立敦煌艺术学院》一文送交国民党政府并公开发表后，在全国产生了很大影响。
1942年，着名考古学者向达先生远赴河西，入敦煌，对敦煌境内的石窟群、古长城及玉门关、阳关等关隘遗址进行科学考察。当地丰富的古迹和荒芜破败的景象深深触动了这位爱国学者，向先生遂于莫高窟撰写了《论敦煌千佛洞的管理研究及其他连带的几个问题》一文寄回内地，于这年年底以方回为笔名发表于重庆《大公报》上，文中呼吁将千佛洞收归国有，设立专门学术机构进行科学保护和研究。
1943年，中央研究院、教育部、北京大学文科研究所、中国历史博物馆等单位联合组成了“西北科学考察团”，其中历史考古组的主要成员为向达、夏鼐、阎文儒等知名学者，他们对敦煌境内的一些古文化遗址进行了科学发掘和考察研究，也取得了重大成果。
这些学者亲临敦煌，一边研究一边呼吁，以他们的研究成就和满腔热忱说服世人，共同促成了敦煌艺术研究所的成立。