Holzolling ist wahrscheinlich im sechsten Jahrhundert durch Rodung entstanden, als südlicher Ausbauort des auf einen bajuwarischen Ollo zurückgehenden, Feldolling. Die Anfangs des achten Jahrhunderts entstandene Seelsorgekirche bildete den kirchlichen Hauptsitz, des sich von hier nach Süden erstreckenden Rodungsgebietes. Erst als in der zweiten Hälfte des 11ten Jahrhunderts der neue Pfarrmittelpunkt Neukirchen entstand, wurde Holzolling als Filiale der neuen Pfarrei eingegliedert. Die heutige Holzollinger Filialkirche St. Martin wurde 1677 an Stelle einer viel älteren Kirche errichtet. Dem westseitigen Turm, dessen quadratischer Unterbau noch gotisch ist, wurde im gleichen Jahr ein Achteckbau mit Zwiebeldach aufgesetzt. Die eigentümlichen Steinkugeln unter dem Dachansatz erinnern an den Turm der Klosterkirche Weyarn. Der Baukörper, ein dreiachsiger Langhausbau mit Stichkappentonne, zweijochigen eingezogenem Chor und dreiseitigem Ostschluß. 1870 wurde die barocke Ausstattung beseitigt und durch eine neuromanische Deckenmalerei, von Thomas Guggenbichler, ersetzt. An der Unterseite des Chorbogens und an den Pilasterkapitälen finden sich Reste einer Stuckierung, nach Schlierseer Art, aus der Erbauungszeit. Das Deckengemälde im Langhaus zeigt den hl. Martin, sechs Werke der leiblichen Barmherzigkeit und die vier Kardinaltugenden. Den Altarraum schmückt ein Deckengemälde mit der hl. Dreifaltigkeit, mit Maria Verkündigung, der Geburt Christi und den großen Kirchenvätern. An der Wand befinden sich Leinwandbilder vom guten Hirten. Die Malereien an der unteren Westempore sind volkskundlich interessant und zeigen, links ein Paradiesgärtlein, rechts, eine Tugendapotheke und in der Mitte, Christus, Maria und sieben bäuerliche Schutzpatrone. In der 1836 eingebauten Oberempore befindet sich eine frühklassizistische Brüstungsorgel mit Dreieckgiebeln auf den beiden Seitentürmen.
Die drei Altäre mit schweren Baldachinaufbauten und die Kanzel wurden 1870 eingefügt. Den Hochaltar schmücken Figuren des hl. Martin, sowie der hl. Anna Selbdritt und der hl. Magdalena, aus dem 18. Jahrhundert. Den Seitenaltar Maria mit dem Kind säumen Figuren der Heiligen Georg und Josef. Den Seitenaltar mit Papst Silvester zieren Figuren der Heiligen Sebastian und Leonhard. Die Kanzel zieren die göttl. Tugenden.