这一时期，西域佛教进入了鼎盛发展阶段。首先，在魏晋南北朝时期，西域虽有多种宗教的存在，如萨满教、袄教、道教等，但佛教以其富有哲理的教理教义，别开生面的传教方式，给西域各族人民的宗教生活注入了新的血液，逐渐成为占统治地位的宗教，如当时于阗国僧倡就有一万多人，仅一个瞿摩大寺中，就有僧侣三千人。当时的佛教中心龟兹、高昌等地，都有许多信众，仅龟兹僧众就有一万余人，说明佛教已具有广泛的群众基础。
　　其次这一时期西域的佛教建筑是佛窟成群，寺塔林立，首开我国石窟艺术之风，浮雕和立雕的大小佛像琳琅满目，美不胜收。因此新疆也成为我国开凿和保存石窟寺最多、最集中的地区。现已发现的石窟群有17处，洞窟达960多个。这些石窟群、石窟寺中的佛像雕塑技艺高超，如于阗，有的飞金神像高达十多丈，百姓之家，门前都修小佛塔，小的也有二丈多高，在上面建有僧房，以供云游四方的僧人居住。在龟兹，塔寺很多，装饰华丽，王宫里面也有塑刻佛像，如同寺院。这种佛教建筑艺术也很快传入内地，敦煌、麦积山、大同、洛阳等地的石窟相继开拓，成为我国文化遗产中的艺术瑰宝。
　　第三，这一时期西域各国的佛事活动频繁，各国僧众天天燃香念经，月月道场，年年举行盛大的佛会。如《佛国记》的作者法显途经于阗时就目睹了规模宏大的佛事活动——行像(佛像游行)。这种大规模的佛事活动西域各国基本上都举行，只是时间的安排稍有差异。由此可见西域各国从国王到民众对佛教的热衷。