第427窟是一个由前后室组成的洞窟，主室为前部人字披，后部平顶中心柱窟。中心柱正面不开龛，塑巨型一佛二菩萨三尊立像。主尊着红色通肩袈裟，右手上扬左手平出。菩萨头戴宝冠，上着僧祗支十着裙，跣足立莲台上。衣裙纹样细腻而富变化，有的纤薄如丝绸，有的厚重若织锦，其中的菱形狮凤纹和方格联珠纹等，是经由丝绸之路传来的具有波斯民族特征的纹样。与之相似，南北壁人字披下方也塑同样的佛三尊像。
这三尊像寓意着弥勒菩萨三会说法，与该窟前室斜顶上的释迦涅槃经变遥相呼应，表示释迦圆寂后未来佛弥勒将下生阎浮提济度众生。中心柱的南、西、北三面开券形龛，塑一佛二比丘像，龛沿画须大拏太子本生。南、西、北三壁中央画卢舍那佛和说法图，余处画千佛列像。该窟的千佛遍布洞窟四壁四隅，以绿、白、青、褐四色描绘，虽然有相当程度的变色，但从东披保存的几排千佛来看，原来都妆有金彩。
前室为三间四柱的宋代木构屋檐，入口上方的横梁上墨书宋乾德八年（970）题记一则，可知该窟重修于曹元忠统治敦煌时期。前室南、北壁各塑天王二身，均头戴宝冠铠甲严身，握拳怒目足踏药叉。主室入口两侧塑力士像各一身，皆裸上身束战裙，既感到威严又令人恐惧。这些神像均由宋代妆彩，但身形还是隋代的原作。