第20窟的外壁坍崩，只見主要造像與禮佛台；北壁造像為坐佛三尊像，兩旁脇侍菩薩只有局部遺跡，東西兩側有立佛，東側立佛保存良好，西側的風化殘泐。整體造像配置，應該與第17、18、19窟一樣，都是三世佛的造像題材，學者以為，曇曜以三世佛與千佛為這16-20窟這五窟的主要造像題材，應該與當時復佛風氣，強調佛法源流傳繼，以及僧人習禪修行需要相關。畫面中見為東壁立佛上方的二佛龕。二佛龕為尖拱龕，拱楣下伸兩端有回首瑞龍，立於束腰藤座柱頭，柱頭下有圓柱；龕像二佛，頤方面圓，深目高鼻，五官集中，著右袒式袈裟、肩披偏衫，右手上舉掌心外翻，左手執衣擺置於膝頭。龕柱東側殘毀，西側雕刻供養天人，頭戴三花冠，編髮與寶繒垂肩，身軀頎碩，著右袒式裹身袈裟，衣薄透體，上方的供養天人為跪姿供養，下方者則是立姿。（編撰/范雅竹）