Como se relata en los Hechos de los Apóstoles (Hechos 17:34), fue convertido al cristianismo por la predicación del Apóstol Pablo durante el sermón del Areópago, según Dionisio, Obispo de Corinto, citado por Eusebio. Fue uno de los primeros atenienses en creer en Cristo.
La tradición sostiene que antes, a una edad temprana, se encontró en Heliópolis de Egipto (cerca de El Cairo) justo en el momento de la crucifixión de Cristo en Jerusalén. En ese Gran viernes, en el momento de la crucifixión de Cristo, según el evangelio, «Desde el mediodía hasta las tres de la tarde, la oscuridad cubrió toda la tierra.»(Mateo 27: 45). El joven Dionisio se sorprendió por este fenómeno paradójico y exclamó: «Dios sufre o está siempre abatido»(«Dios sufre o está perdido todo»). Se preocupó de observar el día y la hora de este evento sobrenatural de la oscuridad del Sol.
Cuando Dionisio regresó a Atenas, escuchó la predicación del Apóstol Pablo en la Colina del Areópago en Atenas, hablando de esa oscuridad sobrenatural durante la Crucifixión del Señor, disolviendo cualquier duda sobre la validez de su nueva fe. Él fue bautizado, con su familia, de 52 de ANUNCIOS. Su aceptación de Cristo se menciona en Hechos 17:34, «Pero algunos se le unieron y creyeron, entre los cuales también estaban Dionisio el Areopagita y una mujer llamada Dámaris, y otros con ellos.»Así, cuando Dionisio oyó a Pablo predicar sobre Cristo en la Colina del Areópago en Atenas, recordó esta experiencia que reforzó su convicción de que Pablo estaba hablando la verdad sobre Cristo como el Mesías y Salvador del Mundo largamente prometido. Los relatos históricos escribieron que cuando se enteró de que la Madre de Cristo, María, vivía en Jerusalén, viajó a Jerusalén para encontrarse con ella. De esta reunión dijo: «Su apariencia, sus rasgos, toda su apariencia testifican que ella es en verdad Madre de Dios.»En Jerusalén, también descubrió dónde dormía María y partió de este mundo para unirse a su Hijo y a su Dios. Luego lloró como los Apóstoles y otros líderes de la Iglesia torrentes de lágrimas y también asistió al funeral de María en Jerusalén. Dionisio sufrió el fin de un mártir cristiano al quemarse. Su historia fue preservada por el historiador cristiano temprano, Eusebio de Cesarea en su Historia eclesiástica
Después de su conversión, Dionisio se convirtió en el primer obispo de Atenas. Es venerado como santo en las iglesias católica y Ortodoxa Oriental. Es el santo patrón de Atenas y es venerado como el protector de los Jueces y el Poder Judicial. Su memoria se celebra el 3 de octubre. Su onomástica en la Iglesia Ortodoxa Oriental es el 3 de octubre y en la Iglesia Católica es el 9 de octubre.