В этот период Дионисий Великий писал послания по поводу раскола Новациана (ум. в 268 г.), появления хилиастов и разногласий относительно крещения еретиков. О расколе Новациана он написал три послания (не сохранились): одно к римским исповедникам по вопросу о принятии падших в общение и два к римским братьям («О мире» и «О покаянии»). После того как Новациан, поддерживаемый Карфагенским пресвитером Новатом и посланиями исповедников, склонил трёх епископов рукоположить его во епископа Римской церкви, он оповестил об этом предстоятеля Александрийской церкви, утверждая, что был вынужден принять посвящение. Дионисий Великий сделал попытку примирить Новациана с церковью, написав ему короткое послание, в котором в мягкой форме указал на неискренность заявлений о том, что будто бы тот не добровольно сделался епископом: «Всё надлежало претерпеть, чтобы только не разделить Церковь Божию. Перенести мучение ради того, чтобы не разделить Церковь, было бы не менее похвально, чем пострадать за отказ от жертвоприношения идолам, а, по моему мнению, первое мученичество было бы даже выше второго». Гонение императора Деция (249–251 гг.), сопровождавшееся падением значительного числа христиан во всех важнейших городах империи (особенно в Карфагене и Александрии), вновь сделало актуальным вопрос о принятии падших в церковное общение. Подобно святителю Киприану и клиру Римской церкви, который управлял церковью до избрания епископом Корнелия (251–253 гг.), Дионисий Великий сделал распоряжение о том, чтобы до окончания гонения в общение с церковью из падших принимались только умирающие: «Я приказал разрешать отходящих от сей жизни, если они будут просить о том, а особенно если и ранее просили, чтобы они отходили с доброй надеждой». Возвратившись в Александрию после окончания гонения, Дионисий Великий открыл доступ в церковь всем падшим при условии истинного покаяния. Определяя различные степени отпадения от веры, он определял и различные формы покаяния. В случае если получившие отпущение грехов находящиеся на смертном одре больные выздоравливали, он, подобно Киприану, считал недопустимым вновь подчинять их игу греха, признавая разрешение от грехов, данное во время болезни, безусловно действительным и в случае выздоровления больного. В то же время возникли новые споры по вопросу о толковании обетования 1000-летнего царства Христова. Один из египетских епископов, Непот Арсинойский, придерживался буквального понимания, написав по этому поводу сочинение «Обличение аллегористов», направленное против мистико-аллегорического толкования Священного Писания Александрийской школой. Число приверженцев Непота увеличилось после его смерти, когда во главе сторонников его учения стал некто Коракион. Для борьбы с хилиазмом Дионисий Великий лично отправился в Арсиною и в течение трёх дней в присутствии народа беседовал с пресвитерами и братьями, разделявшими хилиастические воззрения. В результате ему, терпеливо выслушавшему возражения оппонентов, удалось склонить их на сторону истины. Для окончательного опровержения хилиазма Дионисий Великий написал сочинение «Об обетованиях». Около 255 г. начались споры между Римским епископом Стефаном I (254–257 гг.) и Карфагенским епископом Киприаном и епископом Кесарии Каппадокийской Фирмилианом (ум. в 269 г.) по вопросу о действительности крещения, совершаемого еретиками. Стефан признавал это крещение действительным и хотел прекратить церковное общение с Малоазийскими и Карфагенской церквами, которые придерживались противоположного мнения и требовали перекрещивания лиц, получивших крещение от еретиков.