Er war zuerst Bischof von Athen, ging später nach Gallien, dem jetzigen Frankreich und ließ
sich in Paris mit einigen treuen Gefährten nieder. Von hier aus dehnte er seine Mission in das
Innere des Landes aus und baute zu Paris und an anderen Orten Kirchen.Er predigte Jesu Lehre mit frommer Begeisterung und feuerflammenden Eifer und bekehrte eine enge Heiden zum Christentume.
Deshalb wurde er vom heidnischen Statthalter Fescennin mit seinen beiden Genossen Risticus und Eleutherius ergriffen, zuerst mit Ruten geschlagen, dann auf einem glühenden Roste langsam gebraten. Doch die Leiber der drei Glaubenshelden blieben unversehrt.
Gott stärkte wunderbar den greisen Bischof inmitten seiner Leiden und gewährte auf seine Fürbitte u. a. die Bekehrung einer Person, Larzia mit Namen, Gemahlin des edlen Christen Lisbius, bei welcher alle bisherigen diesbezüglichen Versuche gescheitert waren.
Nachdem besonders Dionysius noch viel andere Martern erduldet hatte, wurde er im Alter von über 100 Jahren mit en beiden Genossen am 9. Oktober 272 auf dem jetzigen Montmartre enthauptet.
Die Leiber der drei Martyrer ruhen in drei silbernen Särgen in der Abtei St Denis bei Paris.
St. Dionysius wird abgebildet als Bischof mit dem abgeschlagenen Haupte in der Hand. Wahrscheinlich einer alten Sage zufolge, dass der hl. Dionysius nachdem er enthauptet worden, sein abgeschlagenes Haupt in die Hand genommen und aufrecht gehend dasselbe noch 2000 Meter getragen habe.