Lorsqu'il devint l'évêque de l'Eglise de Rome, il connut une période de paix. La persécution venait de s'interrompre, qui faisait rage et durant laquelle la communauté chrétienne ne pouvait mener une vie à peu près normale. L'empereur avait été fait prisonnier par les Perses. L'Eglise se vit restituer ses lieux de culte et elle connut ce qu'on appelle "la petite paix de l'Eglise".
A Alexandrie, s'était développée une hérésie concernant le mystère trinitaire et les adversaires firent appel à l'évêque de Rome comme autorité doctrinale.
Saint Denys réunit un concile d'évêques et adresse une longue lettre à l'évêque d'Alexandrie pour fixer la doctrine. Nous en avons un long fragment dans les écrits de saint Athanase, ce qui constitue le texte le plus important sur le dogme de la Trinité dans la période anténicéenne.