莫高窟在元代以後已很鮮爲人知，幾百年裏基本保存了原貌。但自藏經洞被發現後，隨即吸引來許多西方的考古學家和探險者，他們以極低廉的價格從王圓籙處獲得了大量珍貴典籍和壁畫，運出中國或散落民間，嚴重破壞了莫高窟和敦煌藝術的完整性。
1907年，英國考古學家馬爾克·奧萊爾·斯坦因在進行第二次中亞考古旅行時，沿着羅布泊南的古絲綢之路，來到了敦煌。當聽說莫高窟發現了藏經洞後，他找到王圓籙，表示願意幫助興修道觀，取得了王的信任。於是斯坦因就被允許進入藏經洞揀選文書，他最終只用了200兩銀兩，便換取了24箱寫本和5箱其他藝術品帶走。1914年，斯坦因再次來到莫高窟，又以500兩銀兩向王圓錄購得了570段敦煌文獻。他當時率領一支探險隊在我國新疆進行考古發掘，當他看到長庚將軍送給他的一卷佛經是唐代寫本後，便迫不及待地問明來源，於1908年3月趕抵敦煌。伯希和是學識淵博的漢學家，他憑着深厚的漢學功底和豐富的考古知識，把藏經洞中所有的遺書通檢一遍。他自己說：“洞中卷本未經餘目而棄置者，餘敢說絕其無有。”有一張伯希和盜竊藏經洞遺書的自拍照：他蹲在洞窟裏，面對堆積如山的經卷，正在蠟燭下一件件、一頁頁地翻檢……他在藏經洞裏待了3周，“不單接觸了每一份文稿，而且還翻閱了每一張紙片”。他純熟的漢語基礎和中國歷史知識，使他選走藏經洞裏的全部精華。所以，他盜走的經卷是最有價值的與最精華的。比如有關道教經典的卷子幾乎全被伯希和盜走了，大約有六七十件全部收藏在巴黎。敦煌遺書最大的價值是保存了許多古代學說，保存了古注。比如《論語》，現在讀的只有一種本子，即何晏注的本子。藏經洞發現了皇侃注的本子，收錄了兩漢和魏晉之間所有人講《論語》的要點，都被伯希和盜走了。伯希和自己也曾自詡說，他拿去的卷子在敦煌卷子裏幾乎都是最有價值的。他把斯坦因依靠翻譯而忽略的更珍貴的經卷和語言學、考古學上極有價值的6000多卷寫本和一些畫卷，裝滿10輛大車，運往巴黎。這些藏品大都捐贈給了大英博物館和印度的一些博物館。大英博物館現擁有與敦煌相關的藏品約1.37萬件，是世界上收藏敦煌文物最多的地方，但由於該館對中國文物的保護不力甚至遭致失竊，因而受到不少指責。
1908年，精通漢學的法國考古學家伯希和在得知莫高窟發現古代寫本後，立即從迪化趕到敦煌。他在洞中揀選了三星期，最終以600兩銀兩爲代價，獲取了1萬多件堪稱精華的敦煌文書，後來大都入藏法國國立圖書館。
1909年，伯希和在北京向一些學者出示了幾本敦煌珍本，這立即引起學界的注意。他們向清朝學部上書，要求甘肅和敦煌地方政府馬上清點藏經洞文獻，並運送進京。清廷指定由甘肅布政使何彥升負責押運。但在清點前，王圓籙便已將一部分文物藏了起來，押運沿途也散失了不少，到了北京後，何彥升和他的親友們又自己攫取了一些。於是，1900年發現的五萬多件藏經洞文獻，最終只剩下了8757件入藏京師圖書館，現均存於中國國家圖書館。
對於流失在中國民間的敦煌文獻，有一部分後來被收藏者轉賣給了日本藏家，也有部分歸南京國立中央圖書館，但更多的已難以查找。王圓籙藏匿起來的寫本，除了賣給斯坦因一部分以外，其他的也都在1911年和1912年賣給了日本的探險家吉川小一郎和橘瑞超。1914年，俄羅斯佛學家奧爾登堡對已經搬空的藏經洞進行了挖掘，又獲得了一萬多件文物碎片，藏於俄羅斯科學院東方學研究所。
近代，除了藏經洞文物受到瓜分，敦煌壁畫和塑像也蒙受了巨大的損失，所有唐宋時期的壁畫均已不在敦煌。伯希和與1923年到來的哈佛大學蘭登·華爾納先後利用膠布粘取了大批有價值壁畫，有時甚至只揭取壁畫中的一小塊圖像，嚴重損害了壁畫的完整性。王圓籙爲打通部分洞窟也毀壞了不少壁畫。1922年，莫高窟曾一度關押了數百名俄羅斯沙皇軍隊士兵，他們在洞窟中煙熏火燎，破壞不小。
1940年，張大千在此描摹壁畫時，發現部分壁畫有內外兩層，他便揭去外層以觀賞內層，這種做法後來引發了爭議，依然爭論不休。1940年至1942年，國畫家張大千兩次赴敦煌莫高窟臨摹壁畫，在那裏逗留的時間加起來約一年多，剝損壁畫的事情就發生在這期間。張大千剝損的壁畫總共約有30餘處。莫高窟第130窟是敦煌最具代表性的石窟之一，窟內26米高的佛像是敦煌第二大佛。張大千剝損的壁畫位於進門甬道，據介紹，他首先剝去第一層的西夏壁畫，然後又剝去第二層的晚唐壁畫，如今人們只能看到最下面的盛唐壁畫，而盛唐壁畫因前人覆蓋時爲了增加泥土粘合力，已被劃得面目全非。甬道的牆上，清晰地留下了他層層剝畫的斷面。據記載，這座石窟歷時29年才築成，平均一年掘進一米，而張大千在短時間內使它大大改觀。如此典型的被他剝損壁畫的石窟還有第108窟、454窟等。
