Né en Italie entre la fin du IIe et le début du IIIe siècle, il entra dans le clergé romain et fut choisi vers l’an 245, par le pape saint Fabien, avec six autres missionnaires, pour aller évangéliser la Gaule. Il devint pour sa part le premier évêque de Lutèce (Paris).
Accompagné de deux clercs, saint Rustique et saint Eleuthère, il évangélisa la région de Lutèce, où il construisit de nombreuses églises. Mais, après quelques années, entre 250 et 272, il fut arrêté par les païens dans une carrière du faubourg Saint-Jacques.
Emprisonné puis torturé, Denis fut condamné à la décapitation au temple de Mercure, au sommet de la butte Montmartre. Mais les soldats chargés de son exécution, lassés de gravir la butte, le décapitèrent à mi-chemin. Denis ramassa alors sa tête et monta au sommet pour la laver dans une source, avant de marcher jusqu’à Saint-Denis, où il fut enseveli.