吐峪溝石窟，在沮渠氏家族知名人士於吐魯番盆地時（63年~65年），曾經有過繁榮興旺的一頁。20世紀中葉，沮渠氏家族在河西立足不穩，率領殘部向遷徙，在吐魯番站穩腳跟。公元530年沮渠安周在吐魯番稱王，他去到高昌故城東邊的吐峪溝開山鑿洞，恭身禮佛，因此吐峪溝石窟，在南北朝時期，成為高昌王國最高統治集團全力經營的佛教重地之一。
進入唐代，吐峪溝山穀兩岸的佛教洞窟，有了進一步的發展。保留在敦煌莫高窟中的唐代文獻《西州圖經》殘本，對吐峪溝石窟有很具體、形象的描述。從《西州圖經》描述可以了解，在吐峪溝中隨山勢展布的重重寺院，它們背依危峰，下臨清溪，四周綠樹掩映，佛寺、禪院密集，煙火不斷，人們在溝穀深處，竟難見星月。佛寺中的高塔，聳入雲霄；橫跨溝穀東西的橋梁，如彩虹在天。人們返溝穀東西如履平地，毫無攀援、跋涉之苦。唐代吐峪溝這種興盛異常的宗教氛圍，和今天吐峪溝破敗寥落的佛窟禪院形成強烈對比，引發人們的不盡遐想。
今天的吐峪溝石窟寺形象，與《西州圖經》中通過文字描述所展示的畫麵，差距實在是太大了。不論是聳立雁塔，還是那飲漢彩虹，都早已消失在曆史的長河之中。高低錯落，依山屣布，曾曲徑通幽的區區佛寺，除一些殘窟斷垣可大概指點他們的遺跡外，也早就沒有了自己的特征，這一切的變化，經曆了相當長的過程。它遭遇的最初，也是最大的一次劫難，大概是在18世紀伊斯蘭教進入吐魯番地區時期。伊斯蘭的武士們，憑借強大的軍事力量，對視為異端的佛教思想進行了徹底的破壞和打擊。這次打擊，對佛教勢力在吐峪溝的存在及活動是致命的，但並沒有因此使這一溝穀中的佛教勝跡完全消失。隨之而來的天災人禍，使這佛教聖地一蹶不振。
勒柯克說，在吐峪溝，他還見到一座大型佛教廟宇，它像燕巢似的緊緊依附在近似垂直的岩壁上。發生在吐峪溝的一次強烈地震，使這座廟宇整個墮入了峽穀，再也不見了蹤影。
涉足吐峪溝山穀的外國人，最早的一個，應該是俄國植物學家雷格爾，他是彼得堡植物園的負責人。早在1931年，他就到了吐魯番和吐峪溝，在他回國後發表的考察報告中，除連篇累牘的介紹植物材料外，還介紹了他在吐峪溝中見到的石窟寺。源年以後，根據這一線索隨後來到吐魯番的俄國人羅洛夫斯基、科茲洛夫，深入到吐峪溝石窟寺中，帶走了不少回鶻文、漢文文書及其他佛教文物資料。1936年，俄國考古學家克列門茲到吐魯番，也沒有忘記到吐峪溝。他在離開吐魯番回彼得堡時，同樣是帶走了精美壁畫及古代經卷！
從對吐峪溝石窟寺侵擾次數最多，造成破壞最嚴重這個角度去分析，首當其衝的要數德國人勒柯克和格倫威德爾，其中尤以勒柯克為甚。格倫威德爾作為一個研究藝術史的學者，他主張，對古代藝術品完整地、科學地認識，應該使藝術遺跡保存在原地；對一個遺跡地點要求得到科學的了解，必須完整地測量地圖，繪畫遺跡，如實地攝影，完成科學報告等，如壁畫等文物學術價值高，也可以進行臨摹複製。而勒柯克完全不管這些，對格倫威德爾在一些遺跡點上阻止他割剝壁畫、敲砸塑像的行為，他內心深為反感。他到吐峪溝石窟寺，就是以割剝竊取這裏最精美的佛教壁畫，作為自己最主要目的。正是在勒柯克和他的助手巴塔斯的粗暴行為中，吐峪溝石窟中殘存的壁畫，又遭受了一次新的劫難。
在這個回環曲折的山穀中，勒柯克還找到了一間封閉的石窟密室，其中封存著不少唐代的佛教典籍。勒柯克將它們滿滿塞了兩麻袋，作為“考察成果”連同其他一些勒柯克自稱的“驚人的刺繡品”，一並運回了柏林。目睹勒柯克竊走的大量的精美文物，格倫威德爾深深感到了它們重大的科學價值。1942年，他又到吐魯番、吐峪溝，詳細進行了測量、拍攝、臨摹，以補充原有資料之不足。