2008년 보물로 지정되었다. 삼신(비로자나불·노사나불·석가불)과 삼세불(석가불·약사불·아미타불) 중 겹치는 석가불을 주불(主佛)로 하였기 때문에 오불(五佛)이 된다. 삼신·삼세불을 그린 부석사 괘불탱은 현재 두 점이 알려져있다. 한 점은 1684년사불회괘불탱으로 국립중앙박물관에 소장되어있으며 다른 한 점인 1745년 오불회괘불탱이 부석사에 남아있다. 오불회괘불탱은 1684년에 제작된 사불회(석가불·약사불·아미타불·비로자나불)괘불탱을 바탕으로 노사나불을 추가하여 그린 것이다.
오불회괘불탱은 구도상 사불회괘불탱(1684년)과 유사하다. 사불회괘불탱은 하단에 석가불을 중심으로 영산회상이 펼쳐지고 상단에 법신불인 비로자나불 좌우에 약사불과 아미타불이 배치되었다. 오불회괘불탱(1745년)은 이러한 구도를 기본으로 사천왕, 보살들로 둘러싸여 있는 석가불의 대좌 앞에 화불처럼 작은 노사나불입상을 첨가하였다. 즉 삼신삼세불이 모두 갖추어진 셈이다. 형태는 1684년 괘불탱과 비교하여 다소 위축되었으나 중간 색조의 적색·녹색 등에 간혹 금니(金泥)를 사용하여 화사하고 맑은 분위기를 연출하고 있다. 화면 밖 테두리는 잎과 줄기로 장식한 원 안의 범자(梵字)를 넝쿨처럼 붉은선으로 연결하여 화면이 한층 돋보인다.
1745년에 양공 서기(瑞氣)를 수화승으로 하여 조현(祖玄), 추안(湫眼), 뇌옥(雷玉), 상윤(尙允), 우윤(宇允), 자인(自仁), 순의(順義), 환선(喚禪), 체붕(體鵬), 행붕(行鵬), 자추(自秋), 학순(學淳) 등 13인이 참여했으며, 이 중 조현, 서기와 자인은 1684년 괘불탱을 같은 해에 보수하였다.
삼신·삼세불이 융합된 오불·사불·삼불 등 다불(多佛)형식의 불화는 16세기 일본 주륜지(十輪寺)소장 오불회도에서 처음으로 나타나며 17∼18세기에 절정을 이루다가 점차 사라졌다. 17∼18세기 괘불탱 중에는 경기도 칠장사 오불회괘불탱(1628년), 부석사 오불회괘불탱(1745년)과 사불회괘불탱(1684년), 칠장사 삼불회괘불탱(1710년) 등 4점이 남아있다. 선종과 교종이 통합된 조선시대 통불교사상(通佛敎思想)에 따라 대두된 삼신삼세불화는 불(佛)의 영원성을 내포한 새로운 도상이라는데 큰 의미가 있다.