ב־12 ביוני1240 נאלץ רבי יחיאל לעמוד בראש חכמי דורו בוויכוח פומבי מול חכמי הנוצרים. שהתקיים בארמון לואי התשיעי מלך צרפת. ויכוח המכונה משפט פריז (מכונה גם ויכוח פריז או ויכוח רבינו יחיאל מפריש במקורות היהודים). נושאו של הוויכוח היה התלמוד הבבלי. את הוויכוח יזם תלמידו לשעבר של רבי יחיאל, המומרניקולס דונין. דונין נודה על ידי רבי יחיאל עקב כפירתו בתורה שבעל פה בשנת 1225. בשנת 1236 כתב דונין איגרת לאפיפיורגרגוריוס התשיעי ובה טען שהתלמוד מכיל ביטויי הגשמה של האל וכן שמצויים בתלמוד ביטויים קשים כנגד מי שאינם יהודים. כמו כן לחץ דונין על האפיפיור והמלך לואי התשיעי לשרוף את התלמוד.
בשנת 1239 קבע האפיפיור שכתבי התלמוד יוחרמו ויועברו לעיון. לואי התשיעי הסכים לקבל את הוראתו של האפיפיור ובלבד שיהודים יוכלו להגן על עמדתם. בשנת 1240 נערך הוויכוח הפומבי בין חכמי היהודים לבין חכמי הנצרות על אודות התלמוד. רבי יחיאל עמד בראש הוויכוח ולצדו עמדו גם רבי משה מקוצי, רבי יהודה ממילון ורבי שמואל משאטו טייר. רבי יחיאל וחבריו טענו שהביטויים השליליים בתלמוד כנגד מי שאינם יהודים כוונו כלפי הגויים עובדי העבודה הזרה בזמן כתיבת התלמוד. לביטויים אלו, כך טענו, אין שייכות לנוצרים בני זמנם. כמו כן טענו שללא התלמוד אין קיום לדת היהודית ואם הותרה היהדות בעולם הנוצרי כדת נסבלת הרי שיש להתיר ליהודים ללמוד את התלמוד. למרות טיעונים אלו הסתיים הוויכוח בניצחונם של המתנגדים לתלמוד. בשנת 1242 (לפי גרסאות אחרות ב-1244), עקב הוויכוח הנ"ל, נשרפו כרכי תלמוד רבים בכיכר העירייה בפריז.
ידוע להיסטוריונים על אדם בשם רבי יעקב השליח, שד"ר של הישיבה של רבי יחיאל מפריז. רבי יעקב התפרסם בזכות רשימת קברי צדיקים בארץ ישראל שהכין בעת מסעותיו. בפתח רשימת הקברים מצוי הציטוט הבא: "אלו סימני כתבי הקברות אשר הביאם רבי יעקב השליח, נאמן מהרב רבינו יחאל מפריש אשר לו בשיבתו שלוש מאות תלמידים... והלך בכל גלילות ארץ ישראל... להוליך נדבה גדולה למדרש הגדול דפריש
למקור היסטורי זה ניתנו מספר פירושים שונים ולאור הכתוב בו נחלקו ההיסטוריונים ביניהם לגבי מיקומה של ישיבתו של רבי יחיאל. יש שגרסו שישיבתו של רבי יחיאל הייתה בפריז ורבי יעקב השליח נשלח מפריז לארץ ישראל על מנת לגייס תרומות. הבעיה באפשרות זאת היא שתושבי ארץ ישראל היהודים היו עניים מאוד באותה העת. לאור זאת לא ברור מדוע נשלח יעקב השליח לגייס כספים דווקא בארץ ישראל. אפשרות אחרת היא שיעקב השליח נשלח מעכו לגייס כספים עבור ישיבתו של רבי יחיאל מפריז ששכנה בעיר עכו. את התרומות קבץ מקהילות יהודיות באירופה ובמזרח התיכון וגם בארץ ישראל גופה. החוקר אברהם יערי בספרו "שלוחי ארץ ישראל" אוחז באפשרות השנייה. את רשימת הקברות שהכין רבי יעקב השליח מסביר אברהם יערי כחומר תעמולה שנועד לסייע לרבי יעקב בגיוס התרומות. לכאורה כינויה של הישיבה "מדרש הגדול דפריש" מלמד על כך שישיבתו של רבי יחיאל הייתה ממוקמת בפריז. כינוי זה מוסבר על ידי יערי בכך שהישיבה בעכו נקראה על שם הישיבה של רבי יחיאל מפריז שנסגרה ועברה לארץ ישראל.
רבי אשתורי הפרחי כותב[3] על יוזמתו של רבי יחיאל לחידוש עבודת הקורבנות בהר הבית בירושלים: ”רבינו יחיאל דפריש ז"ל אמר לבא לירושלם, והוא בשנת שבע עשרה לאלף הששי (לבריאת העולם. 1257 לספירה), ושיקריב קרבנות בזמן הזה”. רבי אשתורי הפרחי מעלה את השאלה: ”מה נעשה מטומאתנו, ואנא הכהן המיוחס”, ומשיב שמותר לחדש את עבודת הקרבנות באופן חלקי גם בטומאה, על פי הכלל שטומאה דחויה בציבור. לא ידוע מה עשה רבי יחיאל להגשמת רעיונו.
— Gérard Nahon, Inscriptions hébraïques et juives de France médiévale, paris 1986 p. 124, no. 75
פרופסור שמחה עמנואל הציע אפשרות כי זוהי מצבתו של רבי יחיאל עצמו[10].
משפחתו
בנו בכורו, רבי יוסף, המכונה "מישירא דילשיש" (בצרפתית: "Messire Delicieux", תרגום מילולי: "אדוני [=אדון] טעים מאוד [=מיוחד]"[11]) עלה לארץ ישראל. נוסע אלמוני (נטען שתלמיד הרמב"ן) בחיבור "תוצאות ארץ ישראל" (1320-1270 לערך), העיד שקברו של ”הרב רבינו יוסף בן רבינו יחיאל מפאריש המכונה שיר דילשוש זצק"ל” מצוי בבית הקברות למרגלות הר הכרמל.[12] גרשון בן אליעזר הלוי סגל בחיבור "איגרת הקודש"[13] (1624 לערך), גם מציין את קברו למרגלות הר הכרמל ומכנה אותו בשם ”ר' יוסף ארמלי בן רבינו יחיאל מפריז”. כמו כן, הרב משה טננבוים מצטט בספרו "מסעות משה" (1924 לערך) את "איגרת הקודש" בשינויים קלים.