Ο Άγιος Διονύσιος γεννήθηκε στις 26 Σεπτεμβρίου 1866, στο χωριό Σουμίνο, στην επαρχία Τβερ. Στις 24 Σεπτεμβρίου 1905, εισήλθε ως novice στη Μονή Νιλ-Στολομπένσκι, όπου υπηρέτησε ως κηροποιός. Στις 10 Ιανουαρίου 1910, ετάχθη στη μοναστική ζωή με το όνομα Ευθύμιος και αργότερα έλαβε τη σχήμα με το όνομα Διονύσιος. Έζησε στη μονή μέχρι το κλείσιμό της το 1927.
Ο Σεργκέι Φεντόροβιτς Κομάροφ, πλούσιος αγρότης και ευεργέτης της Μονής Νιλ-Στολομπένσκι, προσκάλεσε τον πατέρα Διονύσιο να ζήσει στη φάρμα του, όπου άρχισε να δέχεται τον τοπικό πληθυσμό που ζητούσε ευλογίες και συμβουλές. Ο πατέρας Διονύσιος άλειφε τους ασθενείς με λάδι από τη λυχνία.
Στις αρχές του 1930, πραγματοποιήθηκε έρευνα στο σπίτι όπου ζούσε ο σχήμα μοναχός, αλλά δεν συνελήφθη. Ωστόσο, σύντομα συνελήφθη και μεταφέρθηκε στη φυλακή. Κατά τις ανακρίσεις, επιβεβαίωσε ότι πολλοί άνθρωποι τον επισκέπτονταν για βοήθεια και εξέφρασε τη γνώμη του για την σοβιετική κυβέρνηση ως αντιαχριστιανική.
Στις 6 Ιουνίου 1931, η Κολεγία του ΟΓΠΟΥ τον καταδίκασε σε εκτέλεση. Ο σχήμα μοναχός Διονύσιος εκτελέστηκε στις 10 Ιουνίου 1931 και θάφτηκε σε ανώνυμο τάφο στο Κοιμητήριο Βαγκανκόβο της Μόσχας.
