Kościół pod wezwaniem św. Doroty z Wolanowa jest jednym z nielicznych starych, drewnianych kościołów zachowanych na Mazowszu. Ocalały w nim trzy drewniane późnobarokowe ołtarze i ambona. Cennym wykończeniem ołtarzy jest ażurowa snycerka, złocona, o motywach winorośli i anielskich skrzydeł. W ołtarzach bocznych umieszczone są cenne XVII-wieczne obrazy olejne, które przedstawiają Opatrzność Bożą i świętą Teklę. Obrazy, malowane w stylu weneckim przez anonimowych malarzy, prezentują dobry poziom artystyczny. Dzięki wieloletnim pracom konserwatorskim odkryto i zabezpieczono XVIII-wieczne malowidła ścienne przedstawiające bogaty wystrój barokowej świątyni murowanej. Istnienie tych malowideł stanowi o wyjątkowości wolanowskiej świątyni.
Fundatorką kościoła była Anna z Janickich Kwaśniewska, właścicielka leżących w pobliżu Wolanowa wsi Kowala-Duszocina i Strzałków. Świątynię wzniesiono prawdopodobnie w miejscu starszej, wcześniej rozebranej. Lokowano ją na północno-wschodnim skraju wsi, na wyniosłości terenu w odległości około 100 m od starego traktu piotrkowskiego, który w tym miejscu rozwidlał się w kierunku południowym do Kowali-Duszociny i na wschód do odległego o 12 km Radomia, i dalej do Lublina.
Na przestrzeni 150 lat kościół przechodził kilkanaście remontów i drobniejszych napraw. Zasadnicza zmiana w ukształtowaniu bryły kościoła nastąpiła w 1896 r. W tym czasie do parafii wolanowskiej przyłączono kilka wsi, co spowodowało, że mała świątynia nie mogła pomieścić większej liczby wiernych. Ówczesny proboszcz, ks. Andrzej Zubrzycki, postanowił wybudować nowy kościół, ale zebrane fundusze pozwoliły tylko na rozbudowę nawy istniejącego kościoła w kierunku zachodnim. Odcięto więc zachodnią ścianę nawy i dostawiono część murowaną z piaskowca w stylu neogotyckim.
Obecny kształt kościoła prezentowany na terenie skansenu odpowiada jego wyglądowi z przełomu XVIII i XIX w. Kościół zbudowany został w konstrukcji węgłowej z bali modrzewiowych. Ściany nawy i prezbiterium są z zewnątrz pokryte gontem. Dach gontowy zwieńczony jest nad ścianą tęczową barokową wieżyczką z sygnaturką.