1年出版了《西域考古圖記》《千佛洞》。
1908年，伯希和到莫高窟調查，又騙購了藏經洞出土文物的精華，同時對大部分石窟做了描述、記錄，拍攝了照片，還第一次給莫高窟有壁畫的洞窟做了編號，對石窟的年代和壁畫內容做了考訂，對殘存題記進行了記錄。
1909年伯希和再次訪問北京時，向中國學者展示了他從藏書洞獲得的一些文獻，引起了學界的轟動。
第一批敦煌學者，包括董康、羅振玉、王國維、王仁俊、蔣黼、葉公綽、劉復等，都來到了八寶衚衕伯希和的寓所。
在伯希和的幫助下，學者們打探藏經洞的訊息，抄錄敦煌寫卷，拍照並複製他們看到的敦煌寫卷。
此後，一些學者以個人之力印行了部分內容，如羅振玉將伯希和獲得的部分寫卷編輯成一卷，於1909年出版《敦煌石室遺書》。
羅振玉（1866-1940）與此同時，著名學者羅振玉聽說，藏書洞裡還剩下八千多份寫卷。他意識到，如果不盡快將手稿帶到北京，它們可能會全部遺失。
在羅振玉和其他學者的共同努力下，學部最終釋出了蒐集剩餘寫卷的政府指令。手稿到達學部後，一些寫卷被李盛鐸盜取。
此後不久，1911年革命導致清朝被推翻，讓政府無暇顧及敦煌手稿。幾經周折，這批寫捲入藏京師圖書館。敦煌寫卷8697份，至今仍是中國國家圖書館敦煌資料的主要部分。
隨後，透過政府資助、公眾捐贈和圖書館採購，中國國家圖書館目前收藏的寫卷總量已增至約16,000份，它是中國最大的敦煌資料館。
1914-1915年，奧登堡在伯希和考察的基礎上，對莫高窟做了比較全面、系統、詳盡的綜合性考察。
除了對伯希和的測繪做了補充、修改，新編、增編了一些洞窟編號外，還逐窟進行了拍攝、測繪並做了較詳細的文字記錄，對重點洞窟做了臨摹。在測繪南區洞窟單個洞窟平面圖、立面圖的基礎上，拼合出了總立面圖和總平面圖，形象地記錄了莫高窟當年的真實情況。
他的測繪圖和來自敦煌莫高窟的收藏品，20世紀90年代開始陸續由上海古籍出版社整理出版《俄藏敦煌藝術品》共6卷，《俄藏敦煌文獻》共17卷，這些成果直到近年才逐漸被整理發表。
1924年和1925年，美國華爾納率哈佛大學考古隊兩次赴中國西北考察，除竊取了莫高窟第328窟一尊彩塑和十多方壁畫外，也對敦煌石窟進行過調查，還對榆林窟第5窟（今編第25窟）的壁畫做了專題研究，發表了《萬佛峽：一所九世紀石窟佛教壁畫研究》。
這一時期，國外還有一些學者依據斯坦因、伯希和公佈的照片和資料，對洞窟進行了研究。
在分期研究方面，由日本學者小野玄妙於1924年首先開始，此後有1931年巴切豪夫、1933年喜龍仁等人發表研究文章。由於掌握的石窟資料有限，他們的分期大都失之偏頗。
值得一提的是日本學者松本榮一。他根據斯坦因、伯希和從敦煌騙購的藏經洞出土的絹畫、紙畫以及在敦煌拍攝的壁畫照片，寫出了圖文並茂的巨著《敦煌畫的研究》，初版於1937年。
整個20世紀，中國學者對石窟藝術、繪畫和造像的興趣和研究不斷增加。這一興趣也與現代民族國家概念的興起有一定關係。
繼1940年畫家吳作人到訪之後，張大千在1941-1943年間參觀了敦煌莫高窟和附近的其他洞窟遺址，他對洞窟做了一次編號清理，對洞窟內容做了調查和記錄，對年代做了初步判斷，之後出版了《莫高窟記》。
他還指導謝稚柳完成了《敦煌藝術敘錄》。後者對敦煌莫高窟、敦煌西千佛洞、安西榆林窟、安西水峽口石窟逐窟做了洞窟結構、塑像、壁畫、供養人位置及題記的記錄。
張大千還臨摹了276幅壁畫，其中183幅現儲存在四川省博物館。張大千的敦煌壁畫複製品，其中一些於1943年在蘭州展出，這提高了人們對莫高窟的認識。
張大千臨摹敦煌壁畫，1941年，教育部組織以王子云為團長，畫家何正璜、盧善群等為成員的西北藝術文物考察團到敦煌，與中央攝影社合作，對莫高窟進行了調查、攝影、測繪、臨摹和速寫記錄。
1942年，何正璜來莫高窟調查，根據張大千的編號，記錄了305個洞窟的原建、重建、內容佈局、時代和儲存現狀，次年發表了《敦煌莫高窟現存佛洞概況。