Καταγόταν από αρχοντική οικογένεια, πιθανότατα της περιοχής της Παραμυθιάς. Σπούδασε στην Ιταλία και εξάσκησε το επάγγελμα του γιατρού στην Πόλη. Στα τέλη του 1592 ή στις αρχές του 1593 εξελέγη μητροπολίτης Λάρισας, αλλά επειδή η πόλη είχε ερημώσει, μετέφερε την έδρα της μητρόπολής του στα Τρίκαλα, γι’ αυτό είναι γνωστός ως «Μητροπολίτης Λάρισας και Τρίκκης». Οι φίλοι του τον αποκαλούσαν, λόγω της μόρφωσής του «Φιλόσοφο» ενώ οι εχθροί του «Αστρολόγο» ή «Σκυλόσοφο». Υπήρξε μια προσωπικότητα ξεχωριστή με νεωτεριστικές ιδέες. Το 1600 επαναστάτησε για πρώτη φορά κατά του σουλτάνου Μεχμέτ Γ΄. Η προσπάθεια απέτυχε και πολλοί απ’ αυτούς που τον ακολούθησαν πλήρωσαν το τόλμημά τους με τη ζωή τους. Το Πατριαρχείο τον κήρυξε έκπτωτο και τον αντικατέστησε. Ο ίδιος για να γλιτώσει κατέφυγε στην Ιταλία. Λέγεται ότι εκεί άρχισε τις συνεννοήσεις με τον βασιλιά της Νεάπολης και τις συνέχισε στη Ρώμη, όπου και συνομίλησε με τον πάπα, για την απελευθέρωση των χριστιανών και την ένωση των δύο εκκλησιών. Πιθανολογείται ακόμη ότι, προκειμένου να πετύχει τον σκοπό του, δέχθηκε το καθολικό δόγμα. Ηρθε σε συνεννόηση με τον δούκα του Νεβέρ Κάρολο Β΄, ο οποίος υποστήριζε πως ήταν απόγονος του βυζαντινού αυτοκράτορα Ανδρόνικου Παλαιολόγου. Αυτός μαζί με τους βασιλιάδες της Νεάπολης και της Ισπανίας φαίνεται πως του υποσχέθηκαν ενισχύσεις κι έτσι άρχισε να καταστρώνει της νέας επανάστασής του. Οταν θεώρησε πως ήρθε ο κατάλληλος χρόνος, αποβιβάστηκε στην Ηπειρο.

Δυστυχώς, δεν υπάρχουν πολλές πληροφορίες για τα γεγονότα που ακολούθησαν, αφού μοναδική σχεδόν πηγή τους είναι το «Ηπειρωτικό χρονικό», ο συγγραφέας του οποίου μάλλον ήταν τουρκόφιλος. Όταν άρχισε τις περιηγήσεις στην ύπαιθρο, ξεσήκωσε πολλούς χωρικούς. Μεγάλη απήχηση είχε το κίνημά του στη Θεσπρωτία. Τελικά συγκέντρωσε περί τους 800. Αυτοί, σύμφωνα με κάποιες πηγές, μεθούσαν και δημιουργούσαν επεισόδια στα διάφορα χωριά που πήγαιναν. Τελικά, στις 10 Σεπτεμβρίου ο Διονύσιος με τους άνδρες του βάδισε εναντίον των Ιωαννίνων. Μπήκαν νύχτα στην πόλη και έβαλαν φωτιά στο σπίτι του πασά Ασουμάν. Τελικά η προσπάθεια του τολμηρού αυτού ιεράρχη απέτυχε, γιατί οι άνδρες του ήταν άοπλοι και ανοργάνωτοι. Πιθανότατα, η επίθεση στα Γιάννενα έγινε με στόχο να πάρουν από την εκεί τουρκική φρουρά τα όπλα και να εξοπλιστούν. Προφανώς, πολλοί από τους κατοίκους της πόλης είχαν υποσχεθεί σ’ αυτόν ότι θα τον βοηθήσουν και στο τέλος τον άφησαν έκθετο. Οι Τούρκοι, έπειτα από την επιτυχία τους, συνέλαβαν και έσφαξαν πολλούς από τους συνεργάτες του. Ο ίδιος, προσπαθώντας να σωθεί, κρύφτηκε στο σπήλαιο του Αγίου Ιωάννου Προδρόμου. Οσο και να έψαχναν οι Τούρκοι δεν μπορούσαν να τον βρουν. Τελικά, λέγεται πως τον βρήκαν οι εβραίοι, που συνεργάζονταν μαζί τους, τον συνέλαβαν και τον παρέδωσαν σ’ αυτούς.

Η κατάληξή του ήταν απάνθρωπη. Τον έγδαραν και στη συνέχεια γέμισαν το δέρμα του με άχυρα και το γυρνούσαν από πόλη σε πόλη για να καταλήξει στο τέλος στην Κων/πολη. Λέγεται μάλιστα ότι όταν τον περνούσαν κάτω από το σαράι, σηκώθηκε και ο ίδιος ο σουλτάνος για να… θαυμάσει το θέαμα κι έτσι «επληρώθη το της προφητείας του λοξόν, ότι έμελλε να υπάγη και εις την Κων/πολιν και αυτός ο βασιλεύς να τον σηκωθή».

Η επίσημη πολιτεία τα τελευταία χρόνια, αναγνωρίζοντας το εθνικό έργο του, ύψωσε μαρμάρινη στήλη έξω από τη σπηλιά που τον συνέλαβαν.