Le reliquie di Dionigi sono custodite nella parrocchiale di Mergozzo, antico borgo che si affaccia sull’omonimo lago all’ombra del Montorfano, sotto la mensa della cappella di San Carlo Borromeo, che si apre sulla navata destra dell’edificio. In un’urna reliquiario in legno di ebano, ornata con fregi argentei, è custodito un cranio e altre ossa appunto attribuite ad un martire di tale nome.

Un dettagliato documento, redatto dal notaio mergozzese Carlo Giovanni Battista Montani, attesta la donazione di queste e altre reliquie alla chiesa dell’Assunta, da parte di Giacomo Albertoletti. L’uomo, originario del posto ed emigrato in Urbe, ricevette i sacri resti, recuperati nella catacomba di Pretestato, il 18 aprile 1673, come testimoniato da autentica rilasciata a nome del cardinale Gaspare Carpegna. Tramite un suo congiunto, Giovanni Carlo Albertoletti, il 20 maggio 1716 ne fece consegna alla parrocchia del paese natio. La ricognizione delle ossa giunte da Roma avvenne presso il Seminario di Novara, davanti al vicario generale Leonardo Sutuno, al vice rettore del seminario stesso don Pietro Paolo Casati e al padre gesuita Teodoro Raudo; come testimoni vennero chiamati il chierico Giovanni Ferabiati, originario di Mergozzo e due canonici della cattedrale.

La comunità mergozzese si preparò a ricevere un così prezioso tesoro con la predicazione di due padri cappuccini inviati dalla curia: padre Lorenzo Giustiniani da Milano e padre Egidio da Locarno. Con solenni festeggiamenti, durati tre giorni, il popolo accolse le reliquie, che vennero provvisoriamente collocate presso l’altare di Sant’Antonio e, dopo un mese, in una nicchia appositamente ricavata a lato del presbiterio, impreziosita da diverse qualità di marmi. I reliquari vennero commissionati dal parroco don Tiberio Pasino e le spese sostenute per la loro realizzazione sostenute dalle locali confraternite del Santissimo Sacramento, del Santo Rosario e di Santa Marta.

Seppur mai assemblato nelle sembianze di un corposanto giacente, Dionigi fu però particolarmente venerato dai fedeli locali che ne invocavano la protezione in occasione di pubbliche calamità, come la disastrosa inondazione del 1865, in momenti di grandi piogge o prolungata siccità a protezione dei campi e dei raccolti.  La festa del santo era celebrata annualmente il giorno 9 ottobre e la domenica seguente, sebbene si specifichi che egli non debba essere confuso i santi omonimi entrambi venerati in tal giorno: Dionigi Areopagita e Dionigi vescovo di Parigi.

Il presunto martire è immortalato in una vetrata della facciata ed in un dipinto nella volta della navata: in entrambe le immagini è raffigurato come soldato romano.