Происходил от благородных родителей-язычников, изучил всю еллинскую премудрость, занимал должность члена верховного судилища (ареопага) в Афинах. Св. Дионисий занимался астрономией и в день распятия на кресте Господа нашего видел, как померкло солнце. По наитию Святого Духа он воскликнул: «Или Бог Создатель сего мира страждет, или сей видимый мир кончается».
Когда св. апостол Павел проповедовал Христа в афинском ареопаге, Дионисий уверовал во Христа, услышав о тьме, бывшей по всей земле при страданиях и крестной смерти Спасителя (Деян. 17, 34). Вместе со своими домашними он принял Крещение от апостола Павла.
Оставив дом и семейство, св. Дионисий в течении трех лет пребывал со св. апостолом Павлом, слышал за это время проповедь всех апостолов и находился в их сонме на погребении тела Пречистой Богородицы. Св. Дионисий был поставлен апостолом Павлом во епископа Афинского и значительно распространил в Афинах Церковь Божию.
Св. Дионисий проповедовал Христа в Риме и в Галлии, где многих отвратил от идолослужения. Во время гонения на христиан при нечестивом царе Домициане св. Дионисий после жестоких мучений был казнен за городом.
По смерти своего угодника Бог показал преславное чудо. Обезглавленное тело святого, по действию силы Божией, стало на ноги и, взявши в руки свою голову, прошло с нею до того места, где была устроена церковь. Отдавши затем свою главу одной благочестивой женщине по имени Катулла, оно упало на земле. Многие, видевшие сие чудо, уверовали во Христа. Тело священномученика Дионисия христиане погребли на том месте, где он отдал Катулле свою главу. Св. Дионисий пострадал на 90-м году своей жизни, в 96 г. по Р. X.
Он вместе с диаконом Елевферием сопровождал святителя Дионисия Ареопагита, отправившегося с проповедью в западные страны. Посетив Рим, затем Германию, Испанию, они многих обратили ко Христу; в Галии, во время преследования христиан языческими властями, все три исповедника были схвачены в Лютеции (древнее название Парижа) и усечены мечом в 96 г.
Пострадал за Христа вместе со священномучеником Дионисием Ареопагитом и мучеником Рустиком во время гонения на христиан нечестивого императора Домициана. Претерпев темничное заключение и жестокие муки, св. Елевферий был усечен тупой секирой.