Chivotul Sfântului Nifon (42 x 30 x 42 cm), făcut în 1515, în greutate de vreo 20 kg, în întregime din argint, aur şi email, este darul voievodului Ţării Româneşti Sfântul Neagoe Basarab (1512-1521), fiind o copie a bisericii pe care domnitorul a zidit-o în cinstea sfântului la Mănăstirea Curtea de Argeş. În acest chivot sunt aşezate moaştele Sfântului Nifon.

Într-o cutiuţă de argint, executată cu multă măiestrie, se află mir de la Sfântul Dimitrie. Apoi într-o altă cutie se află mâna dreaptă a Sfintei Matrona din Hios, împreună cu o Psaltire în manuscris. Acesta este cel mai mic manuscris (8 x 5,5 cm) din Sfântul Munte.

În mănăstire se mai păstrează Capetele Sfintei Muceniţe Chiriachi, al Sfintei Muceniţe Tomaida, al Sfântului Grigorie Episcopul Acragandelor, al Marelui Mucenic Mercurie, al Sfintei Teofana Împărăteasa. De asemenea se mai păstrează părţi din Sfintele Moaşte ale Sfinţilor: Vasilie, Atanasie, Grigorie Teologul, Teodor Stratilat, Gheorghe, Neofit Zăvorâtul, Filotei Dionisiatul, Dionisie Areopagitul, Iacov Ruda Domnului, Grigorie Palama, Iacov Persul, Ştefan Întâiul Mucenic, Trifon, Nichita, Artemie, Areta. Tot aici se mai găsesc Moaşte ale Sfinţilor Noi Mucenici: Gheorghe din Ioanina, Teodor Bizantinul, Ghenadie Dionisiatul, Dimitrie din Tripoli, Polidor, Atanasie din Tesalonic.

Mănăstirea mai are o parte din Sfântul Brâu al Maicii Domnului, pe care dionisiaţii l-au primit de la Mănăstirea Vatoped în schimbul unui deget de la mâna dreaptă a Sfântului Ioan Botezătorul.

Poate cel mai de seamă odor al Mănăstirii Dionisiu este Icoana Maicii Domnului „Imnul Acatist”, dăruită în anul 1375 de împăratul Alexie al III-lea Comneanul Sfântului Dionisie Ctitorul.