Дионисий Ефимович Щеголев родился в декабре 1871 года в селе Рассказань Балашовского уезда Саратовской губернии и при Св. Крещении был наречен, вероятно, именем святого апостола и священномученика Дионисия Ареопагита (†96). Его родители были крестьянами и до рукоположения в иерейский сан сам святой также занимался крестьянским трудом.
Поскольку в своих анкетах советского периода в графе образование он указывал «низшее», то можно предполагать, что будущий священномученик закончил лишь церковно-приходскую школу. Точно неизвестно, кто и когда совершил поставление св. Дионисия в сан диакона и иерея. Жил он в селе Чиганак Аркадакского района Саратовской области и был настоятелем местной деревянной церкви во имя святых бессребреников Космы и Дамиана. В клировой ведомости за 1917 год сообщалось, что в приходе проживало 660 человек, были земская и церковно-приходская школы.
В 1931 году он был «раскулачен» и выслан на спецпоселение в Казахстан. По сведениям УФСБ по Саратовской области, священник Дионисий Щеголев в 1930 году за недоплату налогов осужден к 5 годам лишения свободы с выселением за пределы Нижне-Волжского края. Наказание о. Дионисий отбывал в спецпереселенческом Трудпоселке №21 Карагандинской области. 11 ноября 1932 года там же он был арестован. Как говорилось в следственном деле, проживая в Трудпоселке №21, о. Дионисий «…проводил службы, религиозные обряды, при этом высказывал свою непримиримость к советской власти, обращался к прихожанам: «Ваше дело просить Бога и влиять религиозными убеждениями на все крестьянство, а наше дело, если вернется старая власть, расправиться с коммунистами»». В предъявленном обвинении виновным себя не признал, но не отрицал факта проведения богослужений. «Как священник, — говорил он на допросе, — я проводил богослужения в поселке Майкудук и однажды говорил проповедь, где было до 20-ти человек, собравшихся спецпереселенцев. Проповедь была собственного сочинения на основании Священного Писания». 13 января 1933 года тройкой при ПП ОГПУ по Карандинской области св. Дионисий был осужден по ст. 58-10-11 УК РСФСР к ссылке в Сибирь. 24 мая 1989 года областной прокуратурой и Управлением КГБ по Карагандинской области о. Дионисий по этому делу был реабилитирован.
Период его пребывания в Сибири неизвестен, но в 1937 году он уже священствовал в своем прежнем приходе в селе Чиганак, где 26 октября 1937 года он был арестован Аркадакским районным отделом НКВД. За время своего служения о. Дионисий так и не скопил никаких тленных богатств — пришедшие производить в его доме обыск сотрудники НКВД констатировали в «Описи вещей, ценностей и документов»: «При обыске ничего не обнаружилось». Священнику было предъявлено обвинение в «систематическом проведении среди населения антисоветской агитации, направленной на разложение трудовой дисциплины в колхозе, на развал колхоза», «дискредитировании политики ВКП/б/ и Советского правительства» и в том, что он «клеветал на существующую колхозную систему, распуская провокационные слухи о голоде в колхозе». Ни по одному из пунктов обвинения св. Дионисий не признал себя виновным. «Дело» было завершено в кратчайшие сроки — 14 ноября 1937 года тройкой при УНКВД по Саратовской области св. Дионисий был осужден по ст. 58-10 УК РСФСР и приговорен к высшей мере наказания — расстрелу. Приговор был приведен в исполнение 23 ноября 1937 года в г. Балашов Саратовской области. Место погребения мученика осталось неизвестно. 7 августа 1989 года в соответствии с Указом Президиума Верховного Совета СССР от 16 января 1989 года о. Дионисий по этому делу был реабилитирован.
20 августа 2000 года, по завершении Юбилейного Архиерейского Собора Русской Православной Церкви, в лике святых для общецерковного почитания был прославлен Собор новомучеников и исповедников Российских ХХ века, поименно известных и доныне миру не явленных, но ведомых Богу. По представлению от Саратовской епархии 27 декабря 2000 года постановлением Священного Синода Русской Православной Церкви имя священномученика священника Дионисия Щеголева было включено в поименный состав Собора новомучеников и исповедников Российских. Он стал первым подвижником, официально прославленным в лике святых в Саратовской епархии Русской Православной Церкви. Память св. Дионисию установлено совершать 10 (23) ноября, в день его мученической кончины, и в Соборе новомучеников и исповедников Российских.