第16-20窟是雲岡石窟西部石窟群的大型石窟，從第20窟往西的西部石窟，大都是第三期的小型龕窟。這五窟為雲岡石窟鑿建的開端，與文成帝復佛連串活動相關，當時主其事者為沙門統曇曜，又稱為「曇曜五窟」，屬於雲岡石窟一期窟。據《魏書》記載，學者以為，曇曜五窟的開窟時間有二說，一說為北魏文成帝興安初年（454～），另一說為和平初年（460～）；至於營造下限年代，咸認為文成帝死亡之際（465年）。此外，由於當時魏都五級大寺造五像與帝室有關，學者大多認為，曇曜五窟與太祖以下的五帝相互對應，只是彼此對應關係，尚未有定論。 第19窟為橢圓形平面、穹隆頂，擬似草廬形式的窟形，南壁開明窗與拱門，明窗與拱門的東西兩壁鑿滿千佛龕與造像龕。從外壁的明窗和拱門，可以清楚看見窟內北壁鑿雕一身坐佛大像，大像的四周壁面，雕有千佛龕和二佛小龕。窟室兩側還有耳室，東側的外壁有開二窗，西側的外壁已經坍崩，室內有坐佛一身。