位于河西走廊西端的敦煌是中国古代丝绸之路的咽喉要地，也是当年进出中国的第一道关卡。
敦煌莫高窟开凿于前秦皇帝苻坚建元二年（366年），是我国现存规模最大，集绘画、雕塑、建筑等为一体的宏伟的艺术宝窟。历经北魏、西魏、北周、隋、唐、五代、宋、西夏、元各代，内有壁画和彩塑的石窟达492个，其中壁画有四万五千多平方米，彩塑有2455身。每个洞窟里的壁画都从天花板延伸到墙角。从北魏到元朝，一代一代画师的画法各有不同，其嬗变历程清晰可辨，可以说是一部生动详尽的中国美术史教科书和一座最大的绘画博物馆。
敦煌艺术水平之高非同一般，张大千说：“在艺术方面的价值，我们可以这样说，敦煌壁画是集东方中古美术之大成，敦煌壁画代表了北魏至元一千年来我们中国美术的发展史。换言之，也可以说是佛教文明的最高峰……我们的敦煌壁画早于欧洲的文艺复兴约有一千年，而现代发现尚属相当的完整，这也可说是人类文化的奇迹……我认为其历史考证之价值，重过艺术之欣赏！盖敦煌文化，不仅为中国文化，且为世界文化！”
张大千是从曾熙、李瑞清两位恩师那里知道敦煌的，他们说那里有难得一见的佛经和唐像，并嘱咐张大千有机会一定要去那里见识见识。因此，张大千向往敦煌已经很久了。
张大千在苏州网师园居住期间，与著名美术教育家叶恭绰住前后院。经过几年的相处与交往，两人成了挚友。叶恭绰也常常提起敦煌，他说：“一个治学的人必须知道中国的文化是发源于黄河两岸的，一个人如不沿河静观，不到西北那边去走走，胸襟就不会大，学问也不会成功的。总待在江南是不行的。从明朝到清朝这五百年间，我国的人物画在衰退。我国人物画的顶峰是在唐朝，宋朝时还有李龙眠，到了元朝有赵子昂，明朝有唐伯虎、仇十州等人，明朝末年还出了一个陈老莲，而到了清朝就后继无人了。所以你应该好好研究一下唐宋元明各朝的画。”
张大千问道：“我也曾听曾、李两位恩师说过这个道理，只是这唐宋元明各朝的画该去哪里找呢？”
叶恭绰说：“所以我才劝你应把黄河走完，看看中原的伟大，那些地方一定会有许多建筑、雕塑等，会对你有益。不管你是坐车、骑马还是走路，都一定要沿黄河走一趟，有困难我们这些朋友会帮你。你不要以为在绘画上古人是英雄，我们就不是。只要你肯用功，你就是英雄。并不是只有天生的异人才能当英雄，你也可以做。并且我相信，以你的才华，将来必然不可限量，甚至有超越古人的那一天！”
张大千听后深受鼓舞，曾熙、李瑞清、叶恭绰这三位前辈的话对他下决心去敦煌起了很大的作用。
如果不是抗日战争爆发，张大千早就去敦煌了。
直到1941年，张大千跋涉八千里，终于到了敦煌。
当时，去敦煌着实不易，交通不便，物资奇缺，除了成都到兰州这一小段路可以搭乘飞机外，从兰州再往西行，就得靠货运卡车之类的交通工具了。路过沙漠地带时，只能骑马或骆驼，还要风餐露宿。沿途的治安相当不好，十分危险，常有土匪和强盗出没。
张大千能够成行，多亏国民党元老张群的关照。张群爱画，是个收藏家，十分爱才，极其仰慕张大千。他听说张大千要去敦煌，便出面命其部下鲁大昌、蔡孟坚等人帮忙。蔡孟坚时任兰州市市长，而兰州当时是国民党第八战区东陆总指挥鲁大昌的辖区。
张大千一行带着赴敦煌的用具和行李，足有五百斤，不远万里来到敦煌。
张大千到达敦煌那天，天还没亮，他就迫不及待地提灯入洞了。
进入莫高窟一看，张大千登时惊呆了，这里比他想象的不知大多少倍。他万没想到这里有这么多的壁画，于是，原订两三个月的计划不得不延长，带的学生和助手也明显不够，画具也得大量补充。
当时，最重要的是经费，必须重新筹措！张大千这次敦煌之行完全是自费，当时的国民政府是不管这些的。但是，所有的困难在瑰丽璀璨的敦煌壁画面前都显得那么渺小，根本微不足道了。张大千望着壁画，心里一阵狂喜，下决心留下来大干一场。
安顿下来后，张大千对儿子张心智感叹道：“古人说：‘一出嘉峪关，两眼泪不干。前看戈壁滩，后望鬼门关。’可我们的先辈竟在这么荒凉的戈壁荒滩上修建出这么雄伟壮观的建筑，创造出这么令人称奇的壁画。这里的每一件作品都可以称得上是世界上独一无二的艺术瑰宝，这里简直是个奇迹！可以想象古人比我们花费的心血要多得多，他们才是最了不起的无名英雄啊！我们要像唐僧取经一样，好好在这里向先人学习，磨炼意志，老待在家里不吃苦是不能成大器的，更何况我们吃的苦比起唐僧来还差得远哩！比起这些画壁画的古人更差得远哩！”
张大千观察千佛洞时发现，千佛洞坐西面东，早晨有阳光射入，再加上气候干燥，所以洞内的壁画长达数百年而未损坏。不过，三百多个洞窟之间的路却坏了。张大千只好一面探洞观画，一面修路开道。
张大千说：“老实说，我到敦煌之初，是抱着莫大的雄心去的，可是巡视了千佛洞之后，眼见每洞由顶到底都是鲜明的壁画，瞠目惊叹之余，真是自觉渺小。”
在敦煌初期，张大千最重要的工作是为三百多个洞窟编号。他编号的目的一方面为了便于临摹工作的查考，一方面也方便了后人游览和考察。张大千为309个洞窟编了号，这一部分工作花了五个月的时间。
为了补充食物和画具，张大千暂回兰州，忙了两个月。
张大千二进敦煌之前，特地先到青海塔尔寺去雇用喇嘛。
张大千决定将敦煌壁画完全按原壁画的尺寸丝毫不差地临摹下来。这样，画布必须重新拼接缝制。而拼接缝制这种画布要用一种特殊的技法，只有青海寺庙里的高僧掌握，并且秘不外传。
经河西走廊马家军马步青旅长的介绍，张大千赶到青海去拜会马步青的兄弟、青海省政府主席马步芳。青海省规定，本地喇嘛是不准出省的。经马步芳特批后，张大千从西宁塔尔寺特聘了五位喇嘛到敦煌帮助缝制画布和调配颜料。
这种缝布工艺相当烦琐，十分精细，要用羊毛、生石膏、鹅卵石等材料熬胶，缝好之后还要加工打磨，正面磨六次，反面磨三次。这样，画布才能永不脱落，永不变形。这种技法是从唐朝流传下来的，只有这些喇嘛会，内地早已失传了。
在塔尔寺和其他寺院里，张大千还买了一百多斤石青、石绿、朱砂等矿质颜料。每斤约三十至四十银元，价格虽贵，但这些矿质颜料永不褪色。
这些准备工作完成后，便开始了艰苦卓绝的临摹工作。
张大千十分聪明，他首先用蜡纸把图案勾描下来，但又不贴到壁画上去描，以免破坏壁画表面。他让两个学生站在架子上悬空提纸，再由他去描。
稿子描下来后再拓到画布上，然后再对着壁画看一笔画一笔。
一张小型壁画可以在几天内完成，而一张大尺寸的壁画就得花一两个月了。
张心智在回忆录中写道：“特别是临摹巨大整幅壁画的上面部分时，一手要提着煤油马灯，一手要拿着画笔爬到梯子上，上下仔细观看壁画，看清一点，就在画布上画一点。一天上下得爬多少次梯子，就很难统计了。我当时胆子小，每当爬到最高处时（距地面3米左右或更高一点），两条腿不由得就发抖……而当临摹壁画的底部时，还得铺着羊毛毡或油布趴在地上勾线、着色，不到一个小时，脖子和手臂就酸得抬不起来，只得站起来休息片刻，再继续临摹。”
张大千的学生刘力上在回忆录中写道：“每日清晨入洞，从事勾摹，薄暮始归，书有未完，夜以继之。工作姿态不一，或立、或坐、或居梯上、或卧地下，因地制宜。唯仰勾极苦，隆冬之际，勾不数行，便气喘汗出，头目晕眩，手足摇颤，力不能支，犹不敢告退，因吾师工作较吾辈尤为勤苦，尚孜孜探讨，不厌不倦，洵足为我辈轨范。”
比起学生和助手们的工作，张大千的工作强度就更大了。但他心甘情愿，无怨无悔。
