Ο Άγιος Διονύσιος απέκτησε το προσωνύμιο Αρεοπαγίτης και όχι Αεροπαγίτης όπως αρκετοί μπερδεύουν εξαιτίας της συμμετοχής του στο συμβούλιο του Αρείου Πάγου. Υπήρξε εξέχων μέλος της αθηναϊκής κοινωνίας, ιδιαίτερα μορφωμένος και από τους πρώτους που πίστεψαν το κήρυγμα του Αποστόλου Παύλου στον Άρειο Πάγο.
Υπήρξε Επίσκοπος Αθηνών, μετά τον Άγιο Ιερόθεο, τον πρώτο Επίσκοπο Αθηνών, που χειροτόνησε ο Απόστολος Παύλος.
Η δράση του δεν επικεντρώθηκε όμως μόνο στην Αθήνα. Σύμφωνα με την παράδοση ταξίδεψε μέχρι την Γαλλία όπου δίδαξε τον χριστιανισμό. Κάποιοι αποδίδουν σε αυτόν την πρώτη χριστιανική Εκκλησία στο Παρίσι όπου τελικά ο ίδιος θανατώθηκε δι αποκεφαλισμού εξαιτίας της πίστης του.
Μια παράδοση θέλει τον ίδιο τον Αγιο Διονύσιο να παραδίδει την κεφαλή του αμέσως μετά τον αποκεφαλισμό του σε μια Χριστιανή που βρισκόταν στο σημείο. Η Κάρα του φυλάσσεται στην Μονή Δοχειαρίου στο Άγιον Όρος.
Κατά μια δεύτερη παράδοση ο Διονύσιος βρέθηκε και στους Αγίους Τόπου προκειμένου να γνωρίσει την Παναγία. Μάλιστα σε αρκετές αγιογραφικές προσεγγίσεις της Κοιμήσεως της Θεοτόκου μαζί με τους Αποστόλους απεικονίζεται και ο Αρεοπαγίτης στον οποίο αποδίδεται η φράση πως «το παρουσιαστικό της, τα χαρακτηριστικά της, η όλη εμφάνιση της μαρτυρούν, ότι είναι πράγματι Μητέρα Θεού».
Στην Αθήνα υπάρχουν δυο Ναοί αφιερωμένοι στην μνήμη του. Ο ένας είναι ο ορθόδοξος Ναός στο Κολωνάκι, και ο άλλος είναι ο μητροπολιτικός Ναός των Ρωμαιοκαθολικών επί της οδού Πανεπιστημίου.