美术研究所源于1944年成立的国立敦煌艺术研究所。经1950年的敦煌文物研究所美术研究室，1984年为敦煌研究院美术研究所。

美术研究所目前有专业人员20人，其中绘画16人、雕塑2、裱装2人，另有行政1人。

美术研究所主要从事敦煌壁画临摹、复制，敦煌艺术的理论研究，艺术创作活动。是目前国内具有一定规模和水平的壁画临摹、复制、研究的专业性机构。

经过几代人辛勤艰苦的劳动，美术研究所现拥有壁画临本2000余幅，彩塑50余身，复制原大洞窟11个，研究论文30余篇。除对敦煌莫高窟、榆林窟、西千佛洞的壁画临摹外，还应邀临摹、复制了陕西章怀太子墓、懿德太子墓、新疆克孜尔壁画、拜城壁画、嘉峪关、敦煌魏晋墓画像砖等。

为弘扬中华民族优秀的文化遗产，敦煌壁画临本和彩塑临品，自1943年至2000年底在国内外展示了敦煌艺术展览20余次，使更多的人了解到古代劳动人民所创造的灿烂辉煌的敦煌艺术。

近年来，美术研究所为敦煌火车站、兰州火车站创作了大型的室内外壁画。为香港志莲净苑创作了佛教壁画。在继承传统艺术精华走向新壁画创作的道路上，留下了探索的足印。