Die Kirche ist dem Schema einer frühchristlichenBasilika entsprechend angelegt. Das Langhaus ist dreischiffig und in neun Joche gegliedert. Zwei Säulenreihen mit ionischen Kapitellen tragen das mit Kassetten verzierte und von Oberlichtern durchbrochene Tonnengewölbe des Hauptschiffs und grenzen es von den beiden Seitenschiffen ab. Letztere sind mit flachen Kassettendecken gedeckt. Der Chor ist halbrund geschlossen und von einer Halbkuppel mit Oberlicht überwölbt. Eine Grisaillemalerei von Alexandre-Denis Abel de Pujol (1787–1861) mit der Darstellung des hl. Dionysius, der in Gallien predigt, bedeckt fast die gesamte Apsiswand. Von Abel de Pujol stammt auch das Deckengemälde, das Gottvater, Jesus und Maria gewidmet ist.
In der Genoveva-Kapelle hängt ein Wandgemälde aus dem Jahr 1844 von Eugène Delacroix (1798–1863) mit der Darstellung einer Pietà (oder Kreuzabnahme).
Literatur
Georges Brunel, Marie-Laure Deschamps-Bourgeon, Yves Gagneux: Dictionnaire des Églises de Paris. Éditions Hervas, Paris 2000 (1. Auflage 1995), ISBN 2-903118-77-9, S. 217.
Jean Colson/Marie-Christine Lauroa (Hrsg.): Dictionnaire des Monuments de Paris, Paris 2003 (1. Auflage 1992), ISBN 2-84334-001-2, S. 662–663.
Aline Dumoulin, Alexandra Ardisson, Jérôme Maingard, Murielle Antonello: Paris D'Église en Église. Éditions Massin, Paris 2008, ISBN 978-2-7072-0583-4, S. 52–54.
