Lorsqu'il devint l'évêque de l'Église de Rome, il connut une période de paix. La persécution venait de s'interrompre, qui faisait rage et durant laquelle la communauté chrétienne ne pouvait mener une vie à peu près normale. L'empereur avait été fait prisonnier par les Perses. L'Église se vit restituer ses lieux de culte et elle connut ce qu'on appelle "la petite paix de l'Église".
A Alexandrie, s'était développée une hérésie concernant le mystère trinitaire et les adversaires firent appel à l'évêque de Rome comme autorité doctrinale.
Saint Denys réunit un concile d'évêques et adresse une longue lettre à l'évêque d'Alexandrie pour fixer la doctrine. Nous en avons un long fragment dans les écrits de saint Athanase, ce qui constitue le texte le plus important sur le dogme de la Trinité dans la période anténicéenne.
À Rome, au cimetière de Calliste sur la voie Appienne, en 268 ou 269, saint Denys, pape. Après la persécution de l'empereur Valérien, il brilla par la rectitude de sa foi et de sa vertu: il consola les chrétiens dans l'affliction par ses lettres et sa présence; il racheta, moyennant rançon, ceux qui étaient captifs, et enseigna aux ignorants les bases de la foi.
Martyrologe romain