Come riportato negli Atti degli Apostoli (Atti 17: 34), fu convertito al cristianesimo dalla predicazione di Paolo Apostolo durante il sermone dell’Areopago, secondo Dionisio, vescovo di Corinto, citato da Eusebio. Fu uno dei primi ateniesi a credere in Cristo.
La tradizione sostiene che in precedenza, in giovane età, si è trovato a Eliopoli d’Egitto (vicino al Cairo) proprio al momento della crocifissione di Cristo a Gerusalemme. In quel Grande venerdì, al tempo della crocifissione di Cristo, secondo il Vangelo, “Da mezzogiorno fino alle tre del pomeriggio le tenebre si riversarono su tutto il paese.”(Matteo 27: 45). Il giovane ragazzo, Dionisio fu scioccato da questo fenomeno paradossale ed esclamò: “Dio soffre o è sempre scoraggiato” (“Dio soffre o è perso tutto”). Si preoccupò di notare il giorno e l’ora di questo evento soprannaturale dell’oscurità del Sole.
Quando Dionisio tornò ad Atene, ascoltò la predicazione dell’apostolo Paolo nella collina dell’Areopago ad Atene, parlando di quell’oscurità soprannaturale durante la Crocifissione del Signore, sciogliendo ogni dubbio sulla validità della sua nuova fede. Fu battezzato, con la sua famiglia nel 52 DC. La sua accettazione di Cristo si riferisce ad Atti 17:34, “Ma alcuni uomini si unirono a lui e credettero, tra i quali anche Dionisio l’Areopagita e una donna di nome Damaris e altri con loro.”Così, quando Dionisio udì Paolo predicare su Cristo sulla collina dell’Areopago ad Atene, ricordò questa esperienza che rafforzò la sua convinzione che Paolo stava dicendo la verità su Cristo come Messia e Salvatore del Mondo da lungo tempo promesso. I racconti storici hanno scritto che quando seppe che la Madre di Cristo, Maria, viveva a Gerusalemme, si recò a Gerusalemme per incontrarla. Da questo incontro ha detto: “Il suo aspetto, i suoi lineamenti, tutto il suo aspetto testimoniano che è davvero Madre di Dio.”A Gerusalemme, scoprì anche dove Maria dormiva e partì da questo mondo per unirsi a suo Figlio e al suo Dio. Poi pianse dolorosamente come gli Apostoli e gli altri capi della Chiesa torrenti di lacrime e partecipò anche al funerale di Maria a Gerusalemme. Dionisio subì la fine di un martire cristiano bruciando. La sua storia è stata conservata dal primo storico cristiano, Eusebio di Cesarea nella sua storia ecclesiastica
Dopo la sua conversione, Dionisio divenne il primo vescovo di Atene. È venerato come santo nella chiesa cattolica e nelle chiese ortodosse orientali. È il santo patrono di Atene ed è venerato come protettore dei Giudici e della Magistratura. La sua memoria è celebrata il 3 ottobre. Il suo nameastico nella Chiesa ortodossa orientale è il 3 ottobre e nella Chiesa cattolica è il 9 ottobre.