Dionisie Vitcu s-a născut la data de 15 decembrie 1937 în comuna Ibănești, județul Botoșani. A studiat la Institutul de Artă Teatrală și Cinematografică "Ion Luca Caragiale" din București la clasa prof. Constantin Moruzan, Ion Cojar, Radu Penciulescu (1959-1963).
A debutat scenic în anul 1963 cu rolul Cercetaș din piesa “Noaptea e un sfetnic bun“ de Alexandru Mirodan, în regia: Cornel Todea, la Teatrul Tineretului din Piatra Neamț, teatru în care va rămâne până în 1967. Începând din anul 1968 este actor al Teatrului Național „Vasile Alecsandri” din Iași până în anul 1992.
Rolul său cel mai cunoscut este cel al lui Guliță din filmul "Cucoana Chirița" (1986), în regia lui Mircea Drăgan, film în care a jucat alături de mari nume ale filmului românesc ca Dem Rădulescu, Draga Olteanu Matei, Ileana Stana Ionescu, Jean Constantin, Ștefan Tapalagă, Cezara Dafinescu, Rodica Popescu Bitănescu, Adrian Păduraru, Iurie Darie etc.
Începând din anul 1990 este cadru didactic la Universitatea de Arte “George Enescu” din Iași, ajungând până la gradul didactic de conferențiar. În anul 2004 a obținut titlul științific de Doctor în științe umaniste al Universității Al. I. Cuza, calificativ “Magna cum laude”, cu teza de doctorat: “G. Ciprian – Dramaturg și romancier între “mister” și “absurd”, sub îndrumarea prof. univ. dr. Liviu Leonte. Este membru C.N.E.A.A - comisia Ahitectură - Arte.
În legislatura 1992-1996 a fost deputat FDSN de județul Iași în Parlamentul României. În această calitate, a făcut parte din Comisia pentru cultură, arte, mijloace de informare în masă al Camerei Deputaților.
Din anul 2006 a revenit pe scena Teatrului Național din Iași.
Dionisie Vitcu este căsătorit și are un copil.
