Tolga kirke er laftet av tømmer i oktogonal form og har en sentral takrytter med klokkestue og spir med kule og vindfløy. Utvendig ligner kirken mye på Åmot kirke på Nord-Torpa i Nordre Land og Hunn gamle kirke (revet i 1881) i Vardal i Gjøvik, men oktogonalen er ikke avlang som hos disse kirkene. Kirken har kor mot øst og et to etasjers sakristiutbygg øst for koret. Mot vest har kirken våpenhus i to etasjer, med tofløyede fyllingsdører ut mot kirkebakken og i portalen inn mot det oktogonale skipet.