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 lui 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.
Din anul 2006 a revenit pe scena Teatrului Național din Iași.
"Toata copilaria mea, toata adolescenta mea am facut pe jos drumurile de la Ibanesti la Dorohoi"
Actorul Dionisie Vitcu a rămas până astăzi acel țăran cu rădăcinile uitate în brazda natală. Și vorba molcom-moldovenească, și portul și ținuta de om cumpătat, toate vin din familia și locul care l-au plămădit.
"Am avut o copilarie frumoasa. Eu m-am nascut în România Mare, în Regat si muncile câmpului, întâmplarile cu animalele din curte, din casa, le tin minte. Jucariile noastre "ecologice" erau pisicii mici, cateii, mieii. Noi traiam împreuna cu ei. Iarna îi aduceam în casa ca sa nu înghete, sa nu raceasca. Ne trezeam dimineata cu un pui acolo, care ne sufla. Era ceva deosebit. Pe urma erau muncile agricole de la care parintii nostri nu ne scuteau. Ne luau la prasit, la secerat si prindeam aceste lucrari chiar în vacanta. Mama ne lua peste tot chiar daca uneori era foarte cald, ne era sete, ploua, tuna sau fulgera. Si ne spunea: Sa învatati carte, sa traiti mai bine decât noi! Sigur, noi nu prea întelegeam atunci, dar acuma la maturitate îmi dau seama. Toata copilaria mea, toata adolescenta mea am facut pe jos drumurile de la Ibanesti la Dorohoi. Vreo 12 kilometri. Si mama îmi arata Liceul "Anastasie Basota" de la Pomîrla, care se vedea de departe si îmi spunea ca acolo voi învata carte", își amintește Dionisie Vitcu într-un interviu.