På begynnelsen av 1700-tallet ble det vedtatt å bygge en ny kirke på Dolstad, da den gamle var i svært dårlig stand. Den nye kirka ble fullført i 1734 etter en byggeperiode på fire år, og ble tatt i bruk høsten 1734. Byggmester var Nils Pedersen Bech fra Trondheim, og kirka er trolig bygget etter mønster av Bakke kirke i Trondheim - «Bakke kirke har tjent som mønster såvel for byggverk som for tårn, som hadde sitt egenartede utseende».Jakobsen skriver også at det er «noget tøis» at det opprinnelig var en korskirke som senere skal ha fått skrå vegger som ga åttekantformet midtparti.

Skipet er åttekantet med tverrarmer som en korskirke, tårnet (takrytteren) er også åttekantet. Fire store søyler bærer tak og takrytter. Kirken ble vigslet av magister og prost Anders Dass,[2] sønn av Petter Dass «9. søndag etter trinitatis» (7. august 1735). Byggmester Nils Pedersen Bech giftet seg i den nye kirken 13. august 1735. Arbeidet ble utført som pliktarbeid av almuen i soknet. De som ikke kunne delta, betalte i stedet for seg. Kirka er en korskirke i laftet tømmer med et åttekantet midtskip som åpner seg ut mot de fire korsarmene. Bygget hadde opprinnelig bordkledd, tjærebredd tak. Veggene var kledd med panel utvendig og malt røde.

I 1880-årene ble det lagt kraftige panelbord under taket. I 1970-årene ble det bestemt at kirka skulle føres tilbake til sitt opprinnelige utseende. Dette innebar at all maling ble skrapt ned og at takpanelet ble fjernet. I 2007 ble de innvendige panelbordene lagt på igjen, samtidig som det ble lagt isolasjon i taket.

Det har stått minst to kirker på Dolstad tidligere. Den første var bygget i katolsk tid, kanskje så tidlig som på 1100-tallet og var viet erkeengelen Mikael. Den ene kirkeklokka vitner om dette med innskrifta «Ste Mihaels kierke i Wefsen.» Klenodier både fra de første kirkene på Dolstad samt den hevbare dåpsengelen fra 1782 er fremdeles i bruk.