十六国时期，战祸连绵，社会动荡，佛教得到迅速发展的契机。武威因丝路商埠重镇，经济高度发达，与避难文士的文化参与，孕育了佛教信仰中心地位。北凉兴国后，统治阶级重视儒学，崇仰佛教，并创建凉州石窟，成为天梯山佛教艺术的起源。

    北魏灭北凉后，虽经历政权的频繁更迭，但河西佛教更趋兴盛，高僧辈出，他们西行求法，瞻仰圣迹，带回佛经广泛传译，同时在河西境内大建石窟，徒讲授，弘扬佛教，对佛教传播极具贡献。天梯山石窟虽系北凉首创，但大量石窟为北魏开凿。

    北魏分裂为东西魏，进而到北周时中原文化艺术西涉河西，使原有的佛教艺术风格呈现出综合东西艺术形象的新面貌。北周中期，统治者灭法禁佛，废寺庙，罢沙门，佛教的发展一时受阻。天梯山石窟北周作品稀少可能与周武帝有关。

    唐代，河西经济空前繁荣，时称“天下称富富庶者无出陇右“。当时的凉州商肆繁华，歌舞喧闹，文豪荟萃，高僧云集，呈现出万帮和谐的文化融合景象。虽然唐中期一度被吐蕃占领，但天梯山呈现出的灿烂艺术，特别是巨佛出现，标志着唐代佛教的鼎盛。

    唐宋之后，因海上贸易兴起，河西的经济与军事地位逐渐退后，但由于西夏统治者尊崇佛教，凉州佛事不逊历朝，特别是随着西夏与吐蕃的交好日深，藏传佛教渗河西。天梯山数量不菲的细密工整的西夏作品，几乎都受到藏传佛教的影响。

    蒙元统治凉州后，经济衰退严重，但元朝信奉佛教，凉州的佛教文化得以延续和发展。元朝统治下的民蔟复杂，因此在河西石窟艺术中表现出多元样貌。特别是西藏佛教领袖萨班亲抵凉州宏宣佛法，使天梯山石窟反映出藏密与汉密结合的多样化风格。