Selon la tradition rapportée par Saint Grégoire de Tours, Saint Denis était un des sept Evêques envoyés par le pape de Rome en Gaule sous le règne de Dèce (vers 250), afin d'y poursuivre l'évangélisation qui n'avait été jusque là que partielle. Saint Gatien fut envoyé comme Evêque de Tours (cf. 18 décembre), Saint Trophime, à Arles (29 décembre); Saint Paul, à Narbonne (22 mars); Saint Saturnin, à Toulouse (29 novembre); Saint Austremoine, à Arvernes (1er novembre); Saint Martial, à Limoges (30 juin); et Saint Denis, dans la petite ville de Lutèce (Paris). Cette ville était la plus éloignée et était située dans une région où régnait les plus grossiers cultes païens. Partout sur son chemin, Saint Denis, assisté de ses compgnons Rustique et Eleuthère, manifestait la vérité de la foi chrétienne par d'éclatants miracles, convertissait les païens et les persuadait de renverser leurs idoles et leur temples. Parvenu à Lutèce, il s'installa un peu en dehors de la ville, dans une demeure cédée par un noble converti, afin que les Chrétiens puissent s'y réunir en secret (Montmorency).
Mais lors du passage en Gaule de l'empereur romain, les lois ordonnant la persécution des disciples du Christ furent mises violemment en vigueur, et les fidèles furent partout pourchassés, maltraités et mis à mort dans d'horribles tortures. Denis, malgré son grand âge et sans crainte du danger, allait visiter les condamnés pour les encourager à maintenir fermement la confession de la foi. Dénoncé, il fut capturé avec ses deux disciples Rustique et Eleuthère, et fut soumis à de violentes tortures. Attaché à une croix, il prêcha à la foule le grand mystère de la Passion du Christ et du Salut du monde. De retour dans son cachot, le Saint Evêque célébra une dernière fois les Saints Mystères devant ses compagnons de supplice, au milieu d'une divine lumière. Denis eut enfin la tête tranchée avec un grand nombre d'autres Martyrs sur la colline appelée aujourd'hui Montmartre. Comme on l'a rapporté plus haut (3 octobre), après son exécution, il resta debout, prit sa tête entre ses mains et parcourut ainsi plusieurs kilomètres, jusqu'au lieu qui devint plus tard la basilique (puis la ville) de Saint-Denis. C'est dans la crypte de cette église que les rois de France se firent enterrer jusqu'à la Révolution.
1. Nous laissons ouverte la question de savoir si le premier Evêque de Paris est le Denys commémoré en ce jour par la tradition occidentale ou Saint Denys l'Aréopagite, qui serait venu de Grèce au premier siècle (voir plus haut, le 3 octobre). Historiquement, il semble plus juste de distinguer les deux personnages.