1986-1987期間，建設夜航燈；建設儲備量400噸的油庫，在柳園設立油料中轉站；“天元坊”、獨壹無二的調度大樓、綜合航站樓也在此期間建成並投入使用。
到1987，經過連續建設，擁有1780平方米的綜合樓；1987機場改擴建及跑道修復。跑道東端延長400米，可起降BAe-146及以下機型。1999擴建前，機場航站樓面積900平方米，年旅客吞吐量7萬人次。敦煌機場改擴建工程，總投資3.2億元，1999年2月開工建設。建設分為兩個階段:跑道建設和終端區建設。機場等級將從3C升級至4C，並適當考慮圖-154和A320等D級飛機。由於敦煌機場夏季炎熱，中午氣溫在40℃以上。為了保證A320-200飛機和其他C、D類飛機在夏季高峰期的正常飛行。同時，考慮到其他因素，新跑道的定位以現有跑道西端的中點為定點，將跑道順時針平移6℃，向南平移200米作為新跑道的中心線，再向東平移190m作為新跑道的西端點。
2002年8月18日，新航站樓投入使用，標誌著本次擴建完成。敦煌機場將在2020年滿足96萬人次的旅客吞吐量。貨郵吞吐量500噸的目標設計，主要建設內容包括:新建航站樓6000平方米，擴建停車場5500平方米，站臺46700平方米，以及空管、供油等相關配套設施。
9月，國家發展和改革委員會批準了甘肅敦煌機場擴建項目的項目建議書。此外，敦煌機場還配備了盲文盲道和扶手、無障礙廁所、低級別櫃臺、低級別電話、車道邊尋呼裝置、殘疾人座椅、無障礙飲水機、殘疾人停車位、登機口閃燈、無障礙通道。