佛教的鼎盛又推动了佛教艺术的全面繁荣。唐代的佛教艺术大体上包括石窟和佛教寺庙的建筑、造像、壁画还有佛塔，其中最为著名的是石窟艺术。石窟艺术在隋唐时期繁荣发展，其中最具代表性的是洛阳龙门石窟和敦煌莫高窟，它们以藏有大量丰富多彩、千姿百态的壁画与雕像闻名于世，被称为世界艺术的宝库。
洛阳龙门石窟位于今河南洛阳，石窟里最大的洞窟就是唐朝时开凿的。龙门石窟中造像题材在唐朝时期得到扩大，除北朝时期已有的释迦、弥勒、无量寿、三世佛、观世音之外，还出现了卢舍那、大日如来、地藏、优填王、业道、药师、宝胜如来、维卫佛、多臂菩萨、千手千眼观音和历代祖师像，同时还有刻造经文的人物造像。唐时西方净土宗大为流行，他们所崇拜的阿弥陀佛及救苦观音像几乎占去唐代造像总数的一半。唐代龙门石窟艺术在经过南北朝数百年发展之后，达到了成熟阶段。龙门窟龛的造像无论是在规模还是在题材、技巧上，都达到了空前的高度。
坐落在今天甘肃西部的敦煌莫高窟，其中十分之六七的洞窟是隋唐时期开凿的。敦煌莫高窟规模之大，内容之丰富，艺术水平之高，达到了全国石窟之首的地位。我国古代劳动人民在莫高窟里绘制了大量精美的壁画，塑造了无数形象生动的塑像。这是世界上最大的艺术宝库之一，至今依然是世界各国科学家追崇研究的对象，并将其称之为“敦煌艺术之迷。”
莫高窟有1000多个洞窟，又叫千佛洞，开凿在敦煌东南20公里的鸣沙山1600多米的断崖上，现存洞窟已被排号的就达到492个，彩色塑像2400余尊。洞窟的四壁和顶上满绘着金碧辉煌的彩色壁画。现存壁画总面积为45000多平方米，连接起来长达25公里，其中隋唐时代洞窟300多个，约占总数的三分之二。内容不仅表现了佛教故事，不少画面还反映出隋唐时期社会的繁荣：有帝王、贵族、官吏奢华生活的形象，有西域各族人的形象，有中外商人贸易的情景，有农夫耕田、渔夫打鱼、船工背纤、工匠营造等劳动场面。壁画的色彩绚丽夺目，形象生动。唐代塑像改变了隋代头大身长腿短的艺术弊端，更倾向于艺术的写实，在人物性格心理的刻画上也有了很大发展。佛像多是盘膝端坐，作说法或召唤手势。菩萨像体态丰盈，端庄沉静，是妙龄少女的形象；天王、力士像凶猛威严，是现实世界中武士的写照。在这些雕塑中，有身披飘拂长带、凌空起舞的飞天仙女，也有反弹琵琶、载歌载舞的仙女，这都是敦煌壁画的代表作。这些塑像，有的沉思，有的微笑，有的威严，个个神情逼真，富于艺术魅力。最高的佛像高达33米。