Между тем, старец Серафим был избран протом Горы, после этого он вынужден был отправиться в Валахию в сопровождении игуменов. На общем старческом совете было положено рукоположить преподобного Дионисия во пресвитера для служения в протатском соборе, вместо Серафима.
По возвращении Серафима, Дионисий стал просить отпустить его на безмолвие. Серафим, хотя и желал удержать его при себе для успокоения своей старости, однако не хотел стеснять свободу его и подавлять в нем стремление к безмолвию. Потому предоставил ему на волю идти, куда хочет, с тем, впрочем, чтобы он по временам приходил к нему для взаимных бесед о пользах души и о случающихся демонских искушениях.
Таким образом, получив старческое благословение на подвиги пустынной жизни, он начал искать места, которое бы имело все условия для безмолвия. И Бог указал ему желанное место. Близ скита Каракаллы нашел он глубокую и неудобопроходимую пустыню. Погрузившись в нее, он устроил себе там тесную каливу и поселился там. Пищу его составляли каштаны, которыми Святая Гора изобилует, и редко когда вкушал обыкновенный хлеб в соседних кельях, куда его иногда приглашали для священнодействия. Нестяжательность его была такова, что куда бы ни отправлялся он из своей пустыни, всегда оставлял дверь кельи открытой. Впоследствии устроил он при своей каливе небольшой храм в честь Пресвятой Троицы, при котором и оставался три года, славословя Бога.

Наконец, пожелал он видеть и святые места, где Спаситель наш был распят, чтоб там созерцать события жизни Христовой. Преподобный, оставив Святую Гору, отправился в Иерусалим, где и поклонился всем святым местам. Иерусалимский Патриарх тогдашнего времени, зная жизнь и чистоту преподобного, хотел оставить его при себе с целью избрать его преемником своей кафедры, как достойного принять жезл иерархического служения, но преподобный ни под каким видом не согласился на такое предложение. Дионисий вновь вернулся на Святую Гору для пустынного безмолвия.
Здесь он решил расширить храм при своей келье. В то самое время, как он занимался перестройкой его, один из знакомых ему братьев посетил его и видит, что два незнакомца содействуют ему во всех его занятиях. На вопрос, кто они, преподобный отвечал посетителю, что он не видел и не видит при свои работах никого постороннего. Между тем, как таким образом они разговаривали, незнакомцы стали невидимы.