Nació en Alejandría, de familia posiblemente oriunda de Tracia; vivió entre el 170 y el 90 a. de C.
Discípulo de Aristarco, de quien habría de llegar a ser digno sucesor, en Rodas fue a su vez maestro de Tiranión el Viejo, amigo de Cicerón e introductor de una filología más concienzuda en Roma. De Aristarco heredó no sólo la dirección de la escuela de Alejandría, sino también el culto a Homero, en cuya exégesis no se mostró influido por los criterios filológicos del maestro. Su fama se halla vinculada al Arte de la gramática (v.), obra escrita en Rodas y fundamento y modelo de cualquier otra del género. Dionisio fue también pintor y grabador; se dice que reconstituyó o hizo reconstituir la célebre taza de Néstor, de acuerdo con las indicaciones de la Ilíada.
Representó a Aristarco con la imagen de la tragedia en el pecho, quizá para simbolizar la admirable ciencia del maestro, que se sabía de memoria casi todas las obras de los trágicos griegos.