Η ανέγερση του Ιερού Ναού του Αγίου Διονυσίου του Αρεοπαγίτου, που θεωρείται ένας από τους πιο εντυπωσιακούς ναούς της Αθήνας, ξεκίνησε το 1923 και ολοκληρώθηκε το 1931.
Είναι σταυροειδής με μεγάλο τρούλο, διακοσμημένος εξωτερικά με πολλά αρχαιοπρεπή αρχιτεκτονικά στοιχεία, και έχει γίνει με σχέδια του καθηγητή Αναστάσιου Ορλανδου, αρχιτέκτονα,ι βυζαντινολόγου και μέλους της Ακαδημίας Αθηνών. Οι αγιογραφίες, και αυτό καθιστά τον ναό μοναδικό, έγιναν από τον Σπύρο Βασιλείου, έναν από τους γνωστότερους Ελληνες ζωγράφους.
Ο νεαρός τότε Σπύρος Βασιλείου κέρδισε τον διαγωνισμό που προκηρύχθηκε το 1930 και διακόσμησε το εσωτερικό από το 1936 έως το 1939. Ο ζωγράφος, πιστός στο παραδοσιακό εικονογραφικό πρόγραμμα της ορθόδοξης Εκκλησίας, καινοτόμησε ωστόσο στην παράσταση της Σταύρωσης, όπου με τόλμη συνδύασε την κύρια σκηνή με τη Δευτέρα Παρουσία, παραθέτοντας στοιχεία λαϊκης εικονογραφίας και τη διδασκαλία του Αποστόλου Παύλου κάτω από την Ακρόπολη, άμεση αναφορά στον τιμώμενο Αγιο και πολιούχο της πόλης.
Η θρησκευτική ζωγραφική του Βασιλείου στον Άγιο Διονύσιο, σύγχρονη με την κοσμική τοιχογράφηση του Δημαρχείου της Αθήνας από τους Κόντογλου, Γουναρόπουλο και Παρθένη συμπληρώνει το φάσμα της μνημειακής εικαστικής παραγωγής στην Αθήνα στα τέλη της δεκαετίας του ´30.
Ολα τα ξυλόγλυπτα, το εικονοστάσιο (τέμπλο), ο Επισκοπικός θρόνος (Δεσποτικόν), ο Αμβων και τα Ψαλτήρια, φιλοτεχνήθηκαν από τον αείμνηστο Θεοφάνη Νομικό, έναν από τους καλύτερους Ελληνες ξυλογλύπτες εκκλησιαστικών επίπλων.
Τα μωσαϊκά στον εξωτερικό Νάρθηκα ( Εξωνάρθηξ ) και στο εσωτερικό του ναού, με εξαίρεση τα μωσαϊκά του δαπέδου, φιλοτεχνήθηκαν από τον Στέφανο Ξενόπουλο.
Ολοι αυτοί οι καλλιτέχνες ήταν οι καλύτεροι της εποχής εκείνης. Επιπλέον, πολλοί ευσεβείς Αθηναίοι δώρισαν διάφορα πολύτιμα θρησκευτικά αντικείμενα τέχνης.
Η τελετή των εγκαινίων του ναού έγινε στις 24 Μαϊου 1931 από τον Αρχιεπίσκοπο Αθηνών Χρυσόστομο τον Α’.
