Die Kirche ist dreischiffig und hat einen 67 m hohen Kirchturm mit Spitzdach und vier kleinen Ecktürmen und vier Kirchturmuhren, an dessen Spitze sich ein Kreuz befindet. Die Kirche wurde im Zweiten Weltkrieg durch Bombenangriffe zerstört und nach dem Krieg wieder nach den Plänen aufgebaut. 1987 wurde die Kirche gesperrt und nochmals saniert. Die Gewölbe mussten dabei wegen Einsturzgefahr neu aufgebaut werden. Bei den Sanierungsarbeiten wurde der Chorbereich den liturgischen Erfordernissen des Zweiten Vatikanischen Konzils angepasst und mit einem nach vorne gezogenen modernen Altar versehen.
Die meisten Kirchenfenster stammen aus den Jahren 1955 und 1960. Im Eingangsbereich befindet sich ein Fenster aus dem Jahr 1930, das die Sieben Schmerzen Mariens darstellt.[1] Im Bereich des rechten Hauptschiffs existiert noch eine Holzkanzel.
Denkmal
Die Kirche steht unter Denkmalschutz. Sie hat kulturhistorische Bedeutung durch die funktionalen Zusammenhänge mit der benachbarten Burg Gleuel.[2] Mit dieser, dem Burgpark und dem Friedhof gehört sie zum Kulturlandschaftsbereich 153 (Burg Gleuel) des Regionalplans Köln.[3]
Eine weitere, kleinere, Orgel, die als Chororgel genutzt wird, steht im vorderen rechten Teil der Kirche. Sie kommt hauptsächlich bei Schulgottesdiensten, Taufen und zur Chorbegleitung zum Einsatz und stammt aus dem Auditorium maximum der Universität Bochum. Sie verfügt über sechs Register auf einem Manual mit angehängtem Pedal und zusätzlich über einen Zimbelstern als Effektregister. Sie hat folgende Disposition:
Bis zur Zerstörung im Zweiten Weltkrieg hatte Sankt Dionysius neben der Dionisius-Glocke eine zweite Glocke, die jedoch durch Bombenangriffe vernichtet wurde.