14 września 1908 miała miejsce jego chirotonia na biskupa czelabińskiego, wikariusza eparchii orenburskiej. Ceremonia odbyła się w Ławrze św. Aleksandra Newskiego, z udziałem metropolity petersburskiego i ładoskiego Antoniego, biskupa fińskiego i wyborskiego SergiuszaЕпископы Челябинские, викарии Оренбургской епархии. i innych konsekratorów. Natychmiast po przyjeździe do eparchii orenburskiej biskup wstąpił do Związku Narodu Rosyjskiego. Twierdził, że organizacja ta wyraża prawdziwego ducha ludu rosyjskiego, pełnego przywiązania do prawosławia. Ducha tego przeciwstawiał postawie inteligencji, która jego zdaniem straciła więź z rosyjskością. W czasie służby w eparchii orenburskiej hierarcha pełnił de facto funkcję zastępcy kolejnych jej ordynariuszy – biskupów Joachima i Teodozjusza, rzadko przebywając w Czelabińsku.
W 1914 biskup Dionizy został przeniesiony do eparchii kiszyniowskiej, jako jej wikariusz z tytułem biskupa izmaelskiego. Wiosną 1918, po przyłączeniu Besarabii do Rumunii i włączeniu eparchii kiszyniowskiej do Rumuńskiego Kościoła Prawosławnego hierarcha musiał wyjechać z dotychczasowego miejsca pobytu. Wrócił do Rosji i w tym samym roku zmarł. Ks.