隋文帝于仁寿元年（公元601年）在麦积山顶敕建舍利塔，并赐寺院名“净念寺”。麦积山迎来了又一轮的开窟造像高峰。现存隋代窟龛有第5、8、10、13、14、15、18、24、28、30、34、37、40、42、49、62、82、152窟等，隋代的遗迹尚见于被重绘重塑的第70、71、74、76、78、93、135等窟龛。出现了第13号摩崖佛三尊大像，洞窟平面马蹄形的穹窿顶窟居多，个别为三壁三龛窟（第）或一列三龛窟。北周流行的仿帐形的结构很快消失，仅在个别窟里仍有保留（第14窟），出现了人字披顶结构的洞窟（第15窟）。第28、30窟及第5、49窟外部有仿木构的窟檐及前廊，廊顶凿出平棊，延续了北周第4窟的做法。龛形以平面马蹄形圆拱龛楣为主，有的龛柱上端雕出覆莲柱头，柱头上刻蝌蚪式的摩尼宝珠。

图8　弥勒三会之一　麦积山石窟第49窟左壁龛　隋　宋重修

图9　右胁侍菩萨局部　麦积山石窟第24窟　隋

造像题材方面，有三佛（第5、62窟），单铺组合为一佛二菩萨、一佛二弟子二菩萨（第24窟等）或一佛二弟子四菩萨（第5窟中龛），北周流行的七佛造像突然消失。新出现了表现弥勒下生的弥勒三会像（第49窟，图8）以及倚坐的阿弥陀三尊像（第13号摩崖）。这一时期出现了较多的单体坐佛像，除在洞窟内保存一些外，多被挪至库房保存。造像在继承北周饱满圆润的基础上，作风写实，尤其是衣纹的处理，采用大凸棱的做法，强调衣服褶皱的写实性。佛座较高，造像的上身较长。多数造像强调细部的刻画，如第37窟菩萨的手、第24窟菩萨的发纹（图9）等。

隋代塑像为唐代雕塑艺术的辉煌发展拉开了序幕。但麦积山现存的唐代造像数量极少，仅见于第5窟的左右两龛及第53龛的佛像等。可能与唐代的秦州大地震以及吐蕃入侵有很大的关系。杜甫《山寺》诗对唐代麦积山寺院的萧条和冷落有形象的描绘。