西夏·元（1038～1368）这一时期的敦煌壁画已完全失去了往日的辉煌，敦煌也不再是佛教的圣地，密宗的出现使佛教的派别发生裂变，元代的千手千眼佛像为前代未曾有过，也是这一时期的代表作品。佛教密宗绘画的发展，是由于统治阶级竭力提倡喇嘛教。元世祖忽必烈尊重喇嘛首领八思巴，奉为“帝师”，号称大宝法王西方佛子，并下令全国各地兴建喇嘛寺。这个时期，宗教和政治紧密结合，喇嘛教徒公开参与政治活动。因此，寺院密宗应运行起，而石窟开凿几乎不再进行。
契丹族在汉文化的影响下，逐渐使用棺木墓室丧葬制度，壁画亦随之在辽墓中不断出现。位于今天内蒙古巴林右旗的庆陵，包括辽圣宗、辽兴宗、道宗的坟墓，是迄今为止发现的规模最大的壁画墓。圣宗的东陵墓室绘有四时山水、群臣肖像及装饰纹样，显示了创作者对自然形象的熟悉和精湛的技巧。近年来在辽宁、吉林、内蒙、河北等地发现了不少辽代壁画墓。早期墓室中多画游牧生活和草原风光，中晚期墓室则更多地描绘出行、宴饮、仪仗、散乐及奇花、瑞禽和门神等图像，画风趋向严谨，技巧也有明显提高。如内蒙古哲里木盟库伦旗1号墓壁画、河北宣化张世卿墓壁画等。
元代的统治者对宗教采取利用保护的政策，喇嘛教受到高度尊崇，道教亦有显赫的地位，寺观规模不断扩大，所以壁画仍显示出相当的规模。敦煌及山西一带尚有不少遗存。重要的有敦煌第3窟等元代窟，山西稷山兴化寺、青龙寺，赵城广胜寺以及原在永济，今迁芮城的永乐宫等。尤以永乐宫的壁画最为壮观，在三清殿壁上绘有《朝元图》，描绘了280多个神像，纯阳殿四壁则描绘有传说中的道教神仙吕洞宾的故事，其中汉钟离度吕洞宾一幅对心理状态的刻画尤为生动。
元代的寺观壁画的发达程度远过于石窟壁画和墓室壁画，主要是佛教的密宗绘画艺术和道教的壁画艺术。由于统治者的个人兴趣和政治上的因素，元代提倡喇嘛教。元世祖忽必烈号令全国各地大寺兴建喇嘛教寺庙，把喇嘛教的首领八思巴奉为“帝师”寺院的密宗壁画也因此能兴盛起来。洪洞广胜寺壁画位于山西省洪洞县城东北霍山南麓，分上下两寺和一处水神庙。该寺创建于东汉，下寺为元代建筑，寺内壁画极为精美，只可惜一被盗卖至美国，现只剩下十几平方米。所幸的是水神庙中主殿明应王殿还保存有较完整的壁画，建于元仁宗延祐六年（1319）。最为精彩的是东侧南壁的戏曲演出壁画，生、旦、净、末、丑各行当齐全，化妆、服装、道具、乐器、布景等都很齐全，为研究早期戏曲的演出形式提供了极为珍贵的形象资料。明应王殿现存壁画总面积达200余平方米，高5米。人物神态逼真，刻画细致，重彩平涂，以石青、石绿、朱砂、土黄等颜色，浑厚古朴。壁面制作讲究，先用黄泥加细砂打底，再在上面抹一层棉绒加系泥的混合物，表面压光不施白灰，结实耐久。山西稷山青龙寺建于唐代，内有壁画属元代制作的有180平方米，有佛像、菩萨像以及众弟子和护法金刚等，但该寺的大部分壁画都在明代洪武年间被补绘、重修过，多少影响了一些元代的风格原貌。
道教寺观壁画自汉代以来一直随着道教的兴衰而起伏变化不定，元代的道教壁画风格承袭吴道子、武宗元一路的风格，并有所发展和推广。除了民间画工的描绘，文人士大夫也偶有创作，据说赵孟頫就在柜安天圣寺壁上画过竹子和山水，与宗教内容无关，王蒙、王冕这样的大画家也都在寺院中画过壁画。著名的永乐宫位于山西省芮城永乐镇，民间传说的八仙之一吕洞宾就生于此地。吕洞宾死后，唐代在其住宅基础上建“吕公祠”，后被火毁，元代至元年间重新修建。殿内壁画尺度高大，人物众多（286个），各路神仙，造型生动，艺术上有很高的审美价值。而吕祖殿里的道教故事壁画，则是现实生活状态的反映，以连环组画的形式把单独的情节联系为一体。三清殿是永乐宫的主殿，绘有《朝元图》，8个主像周围各配有各种神仙，仙曹、玉女、使者、力士等分三、四排构成气势磅礴的行列。每个人物都刻画严谨，具有个性特征，衣饰服装一丝不苟，艺术感染力强烈。西壁绘有“白玉龟台九灵太真金母元君”两旁的十太乙与雷部诸神，文武有别，表情各异，性情独特。主像庄严、玉女秀雅、武士威猛，各得其神。人物众多的行列之间，用转身对语、左顾右盼、倾身交流等手段，使人物有所关联，成为一个整体。据专家考证，这组壁画的勾线使用了某种特殊的笔，有的线线长达数米，匀称坚挺，非常人用普通毛笔所能完成。设色平面化处理，有的局部如璎珞、图案等细节采用沥粉的方法，使之更显复杂、精制，这种技法产生于唐代，宋人有所发展。三清殿的整铺壁画是文献上所说的六天帝、二帝后率领众仙朝元的内容，反映了道教神之的完整体系，人物造型动静相参，在变化中求统一。以世健的人物形象，生动地描绘了虚构的神仙，集中体现了中国人物画优秀特征。纯阳殿俗称吕祖殿，在东、西、北壁上画有“纯阳帝君神游显化之图”，描绘吕洞宾从咸阳降生起一直到他赴考、得道、离家、超度凡人等等，以连环画的形式贯穿了52个画面。故事内容为民间长期流传，情节生动，有深刻的含义，反映了当时的社会道德观念。壁画高3.5 米，面积有203平方米。画中的内容相当丰富，除了一些形形色色的人物之外，画中还有宫廷、庙宇、茶馆、酒楼、田野、山川及各种植物等等，这对研究元代社会情况有很大帮助。
元代的社会分工，与前代相比有较大变化，壁画家队伍完全属于工匠的行列，不再被列入史传之中。文人画家除了个别情况以外，也不会介入壁画界。但由于道教本身的发展，促使艺术领域普遍出现优秀的道教题材作品，戏曲、绘画、雕塑等方面的艺术家和作品突破了时代的局限，取得卓越的成就。从甘肃、山西等地唐、宋以来佛道壁画的发展，可以看出清晰的发展脉络，到元代达到了像永乐宫壁画这样的又一个高峰。它既保存了前代的优秀传统，又在某些方面有所发展，形成了自己的时代风格特征。永乐宫壁画在一个方面丰富了中国壁画创作的积累和创作经验，也影响了后世宗教壁画的创作。我们从明清寺观壁画和水陆道场壁画中都可以看到永乐宫壁画的影子。永乐宫壁画是仅存的道教壁画的完整体系，是中国壁画的珍贵宝藏，对我们学习和继承优秀传统文化起到了重要作用。
莫高窟的壁画家们没有留下姓名，他们一笔不苟地持续描画了近10个朝代，到元代已近尾声，保留至今的壁画洞窟近500个，成为中华民族及至全人类的优秀文化遗产。敦煌壁画以及艺术创作上的智慧与力量至今都在影响着我们的壁画创作。