디오니시오는 오리제네스의 제자 중에 가장 뛰어난 제자였다. 오리제네스의 후임으로 알렉산드리아의 교리학교 교장이었던 헤라클라스가  232년 주교로 서품되자 디오니시오는 그의 뒤를 이어 교리학교의 교장이 되었으며, 247년에는 다시 그의 뒤를 이어 당시 동방교회에서 가장 중요한 주교좌(主敎座)였던 알렉산드리아의 주교가 되었다.

그는 257년에 있었던 발레리아누스 황제의 박해 때에 신앙을 고백한 후에 먼저  리비아로,  그 다음 이집트의 마레오티오데라라는 곳으로 귀양을 갔었다. 귀양에서 돌아온 후에도 그는 전쟁과 정치적 혼란, 빈궁과 페스트 같은 전염병 등으로 인한 어려운 상황 속에서 교구를 다스리다가 265년에 연로한 나이로 선종하였다.

그는 사후에 ｢위대한 ｣(大)이란 칭호를 받았는데, 이는 생전에 지녔던 그의 굳건한 믿음과 용기 그리고 사목적 열성을 말해준다. 사실 에우세비우스는 ｢교회사｣ 제6권 후반부와 제7권 대부분에서 디오니시우스에 관해 소개할 정도로 그를 교회의 중요한 인물로 부각시키고 있다. 가톨릭 교회는 그의 축일을 11월 7일에 지낸다.