Τα "Διονυσιακά" - ένα έπος αποτελούμενο από 48 βιβλία, γραμμένο σε εξάμετρους στίχους - είναι το κυριότερο και γνωστότερο έργο του, ταυτισμένο με το όνομα του δημιουργού του. Έχει ως βασικό θέμα την εκστρατεία του θεού Διονύσου στην Ινδία, τη χώρα που κατέκτησε ως πολεμιστής με τα όπλα και ως θεός με τις υπερφυσικές δυνάμεις του. Παράλληλα όμως με την κεντρική αυτή υπόθεση, ο ποιητής ξεδιπλώνει ένα πλήθος από μυθολογικά επεισόδια, που διατρέχουν τη ζωή του θεού από τη γέννηση (και πριν ακόμη από αυτή) μέχρι τη θεοποίησή του, περιλαμβάνοντας επίσης και πολλές, λιγότερο ή περισσότερο συναφείς, ιστορίες από άλλους θεματικούς κύκλους. Ο Νόννος δημιουργεί έτσι μιαν ευρύτατη και λεπτομερή επιτομή, θα λέγαμε, της ελληνικής μυθολογίας.
Η επική σύνθεση των Διονυσιακών αποτελεί αντανάκλαση, σε μυθολογικό-λογοτεχνικό επίπεδο, της εκστρατείας και των κατακτήσεων του Μ. Αλεξάνδρου.