1944年国立敦煌艺术研究所成立，开始了对敦煌石窟文物的管理和守护工作。1949年国立敦煌艺术研究所改名为敦煌文物研究所，并设置保护室（组），开始了对莫高窟的抢救修复和保护。1984年敦煌文物研究所扩大为敦煌研究院，保护室随之扩大为敦煌研究院保护研究所。她是我国最早从事石窟文物保护的专门机构。50多年来，已发展成为一个主要从事石窟文物保护研究，壁画、塑像修复及工程加固为一体的科研实体。保护所下设环境研究室、分析研究室、修复技术室、档案信息资料室、图像处理研究室，文物保护技术服务中心；并设有敦煌研究院保护所与美国盖蒂保护所（GCI）、与日本东京国立文化财研究所、与日本大阪大学合作项目研究实验室等机构。目前已形成一支由博士、硕士、学士及化学、物理、工程地质、计算机、林学、建筑、测绘、摄影、气象等多种学科，近50人的高、中、初级专业职称组成的保护科技及修复技术队伍。并具有X衍射、X荧光、付立叶红外、偏光显微镜、全自动环境监测仪等一批先进的分析及环境监测仪器设备。现所长由王旭东博士担任。 几十年来完成了敦煌三座石窟的加固工程，及壁画、彩塑的修复、加固。同时协助完成或正在完成新疆、青海、甘肃、河南、宁夏、西藏、浙江等省的壁画、彩塑修复及土遗址加固工程等数十项省内外重大文物保护维修项目。现已完成和正在进行的由国家科学技术部、国家文物局等部门下达的保护科研项目约40多项。其中获国家及省部级奖12项，国家发明专利1项。近年来与国内一些高校、科研院所合作，先后完成了甘肃省科委重点科技攻关项目“敦煌壁画的计算机贮存与管理系统的研究”、国家科委“九五”国家重点攻关科技项目“濒危珍贵文物信息的计算机存贮与再现系统”、国家863项目“曙光天演Power工作站在文物保护中的应用”、 国家自然科学基金委“多媒体与智能技术集成及艺术复原”等高科技项目。以上项目的研究并付诸实施将为我国采用计算机技术存贮文物开辟一个新的领域。

自20世纪80年代末开始国际合作保护敦煌莫高窟项目，先后与日本东京国立文化财研究所、美国盖蒂保护研究所（GCI）、日本东京艺术大学、日本大阪大学、美国梅隆基金会及美国西北大学等外国机构合作，进行敦煌石窟文物保护、保存等方面的研究。1993年我院同美国GCI、中国文物研究所成功的举办了“丝绸之路古遗址保护国际学术会议”。受联合国教科文委员会资助和国家文物局的委托，举办了“中国石窟文物保护研究培训班”。 2000年又受国家文物局的委托，举办了“土遗址保护培训班”。

敦煌研究院保护研究所将立足敦煌，面向全国石窟及壁画、土遗址，放眼世界，继续加强同国内外的合作与交流，抓住西部大开发这个难得的发展机遇，为保护人类文化遗产做出自己新的贡献。