Octubre de 1851, fué electo senador por Cerro Largo para la 6ª legislatura.
Estuvo a favor de Giró contra el Triunvirato, siendo de los últimos jefes que pudo sostenerse, hasta que el 24 de noviembre del 53, el coronel Manuel Freire lo derrotó en Las Rengas obligándolo a pasar al Brasil, donde lo internaron en el pueblo de San Gabriel.
Columna fuerte del gobierno fusionista de Pereira, a cuyo servicio mandó la caballería en la pelea de Cagancha el 15 de enero de 1858, contra los revolucionarios conservadores del general César Díaz, su gente fué la que acabó —lanceándolos — con los adversarios que habían quedado en el parque. Hallóse también en la jornada de Quinteros, siendo el designado para escoltar al Brasil a los jefes que capitularon y a los cuales la mala fe del gobierno vencedor hizo dar muerte después.
Ese mismo año 58, el 9 de febrero, fué incorporado al ejército de línea como coronel de caballería y al organizarse la guardia nacional en los departamentos, don Dionisio fué comandante del 1.er regimiento de Cerro Largo, que seguía siendo el pago de su prestigio y donde él y su familia poseían desde largo tiempo atrás caracteres casi dinásticos, siendo verdaderos señores de la zona.
Cuando se crearon las secciones militares de la República, el presidente Berro — gran amigo suyo — le dió el mando de la 2ª que comprendía los departamentos de Florida, Durazno y Cerro Largo, el 8 de marzo de 1860. Más tarde, el 4 de julio de 1861, fué hecho comandante militar de la frontera terrestre de Cerro Largo y en noviembre siguiente se le amplió su jurisdicción prolongándola a los departamentos de Tacuarembó y Salto, es decir, a todo el norte del Río Negro,
Principiada en abril del 63 la revolución colorada del general Venancio Flores, Dionisio Coronel iba a tener en la lucha una posición de primera fila, á no haber mediado su repentino fallecimiento, el 30 de julio. Combatiendo con las fuerzas rebeldes del comandante Manuel Carbajal en Paso del Rey de Cebollatí, se sintió atacado de angina al pecho, mientras hacía entrar en línea, a gritos, un escuadrón de caballería que remolineaba. Oprimido por el horrendo dolor que mata, apenas tuvo tiempo de pedir a un allegado — tal vez su hijo — que lo ayudara a bajar del caballo.
Su cadáver fué traído a la capital el 8 de agosto y mereció del gobierno de Berro singulares honores en el acto del sepelio que se realizó el 10, no siendo el menor, por cierto, el que lo destinaba a ser depositado en el Panteón Nacional, donde reposa.
Más tarde, habiendo sabido el presidente que existía en Montevideo un retrato al óleo “del benemérito y malogrado coronel Dionisio Coronel y deseando dar una prueba más de la veneración que le merecía este fiel servidor de las instituciones”,
