Через неделю после возведения Филарета на патриарший престол был созван Собор для пересмотра дела Дионисия и его помощников. По свидетельству Иоанна Наседки, на нём Дионисий в течение восьми часов отвечал на возводимые против него обвинения. Сохранилась начальная часть его речи, где преподобный, опровергая аргументы обвинителей, отмечал, что, за исключением приведённых слов св. Иоанна Предтечи из Евангелия от Луки, в остальных Евангелиях и в апостольских Деяниях говорится о крещении водой и Святым Духом. Отсюда следовал вывод: «Молитвою апостольскою крещаемым подавашеся Дух Святый, но не в огненных видениих». В этой связи Дионисий указывал на отсутствие слов «и огнём» в молитве, читающейся при освящении воды в чине крещения. Он также доказывал, что Бог, Творец всего мира, не может отождествляться с одной из стихий – огнём. Сопоставление сохранившейся части речи Дионисия с написанным после Собора сочинением Иоанна Наседки «Изысканное от многих Божественных книг свидетельство о прикладе огня» показало, что речь Дионисия явилась одним из главных источников начальной части этого труда (возможно, и остальной текст сочинения Иоанна Наседки основан на речи преподобного). Работа Собора завершилась полным оправданием Дионисия и его помощников. Арсений Глухой и Антоний (Крылов) стали справщиками Московского Печатного двора, а Иоанн Наседка – священником придворного Благовещенского собора. Дионисий вернулся в Троице-Сергиев монастырь и управлял им до кончины. Когда вскоре после решений Собора обитель посетил патриарх Феофан, он, по свидетельству Иоанна Наседки, снял клобук и, преклонившись им к раке преподобного Сергия, возложил на голову Дионисия – «да будеши первый старейшинства над иноки многими по нашему благословению» (в описях Троице-Сергиевой лавры клобук Иерусалимского патриарха не упоминается). Начало второго периода управления Дионисием Троице-Сергиевым монастырём ознаменовалось рядом важных работ, цель которых состояла в том, чтобы дать троицким властям материал об истинном состоянии владений монастыря. В 1621 г. группа соборных старцев во главе с Макарием (Куровским) сделала опись жалованных грамот и поземельных актов, хранившихся в монастырской казне. В 1623 г. были составлены так называемые сыскные книги, в которых свидетельства документов о монастырских владениях были дополнены записями опросов населения на местах троицкими слугами. Были продолжены и внутривотчинные описания троицких владений, от которых сохранилась лишь небольшая часть. За время второго настоятельства Дионисия земельные владения Троицкого монастыря незначительно увеличились за счёт приписки к нему двух небольших обителей: Антониевой Покровской пустыни в Переяславском уезде (ранее состоявшей во владениях митрополичьей кафедры) в 1627–1628 гг. и чердынского во имя апостола Иоанна Богослова мужского монастыря на Урале в 1632 г.